受控源电路拟独立源分析法与运放电路三层级解算法

电路元块模型简称元块,包括耦合元块与控源元块,控源元块有比例受控源和积分受控源两种,运放的电路模型即为比例受控源。受控源电路(包括运放电路)有各种复杂多样的电路形式,其原理分析与电路求解是电路和模电课程的难点。将比例受控源拓展到积分受控源,并提出了受控源电路(含实际运放电路)的拟独立源分析法和理想运放电路的三层级解算法(基础模型法、单元拆解法和闭环公式法),丰富了电路的样式和求解方法;结合微分算子法统一了静态、稳态与暂态电路的表述与分析求解方法,丰富了电路原理的内涵,完善了电路的知识体系,有助于受控源和运放在工程中的应用。

基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统设计

为解决110 kV输电线路杆塔侧在线监测设备的供电问题,文中提出一种基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统。首先结合互感耦合理论与有限元仿真,提出U型无线供电系统的整体设计方案,实现杆塔侧在线监测设备长距离、大功率、高效率、宽频带的无线供电。在此基础上建立系统级仿真模型,对U型无线供电系统的距离特性、频率特性、负载特性及电磁分布特性进行分析,验证了设计方案的可行性和电磁兼容性。最后搭建实验平台,在600 kHz的工作频率和1.2 m的传输距离下,系统输出功率达到73.58 W,能够满足杆塔侧在线监测设备的实际功率需求,为无线电能传输技术在高压设备供电领域的应用提供了参考依据。

计及非线性寄生参数的SiC MOSFET开关暂态模型

针对SiC分析模型忽略高频欠阻尼振荡和非线性寄生参数,导致开关暂态电压/电流误差较大的问题,提出一种计及非线性寄生参数的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关暂态分析模型。首先,根据SiC器件开关过程不同状态建立状态方程。其次,提取非线性结电容和沟道电流变化曲线。基于离散状态变量分析方法,实现状态方程间的转换和非线性寄生参数的更新。最后,将状态方程的迭代输出结果以受控电压源/电流源的形式转换为相应的电路输出,实现计及非线性寄生参数的SiC MOSFET器件开关暂态分析建模,通过双脉冲实验对分析模型开关特性进行验证。

共模抑制的渐变结构高速差分电路设计

本文构建了一种拐角分段阻抗控制的渐变结构高速电路差分线,采用了HFSS三维电磁仿真软件对差分信号进行了建模分析。对混模S参数的仿真分析结果表明:对比平行结构的差分信号设计方式,所提出的添加GND孔渐变结构差分信号在10 GHz范围内差模转差模增大了58.7%,差模转共模减小了38.3%。通过对实物测试显示:添加GND孔渐变结构差分线的S_(d2d1)参数和S_(c2d1)仿真结果和实测结果具有很好的一致性,差分电路差模转共模得到了有效地抑制,对应的差分信号传输效率得到了提升。电场分布表明:渐变结构设计方法极大改善了差分电路转角位置电场分布,避免了差分电路传输线间电场聚集,使差分信号共模噪声和反射损耗减小,实现了高速差分信号传输的连续性。

电路的量纲模型与相似性原理和对偶性原理

宇宙量纲模型的思想适用于任何系统,物理系统适用,电路系统也同样适用。系统地分析总结了电路运行的基本原理,确定了电路系统的量纲,提出了电路的量纲模型、相似性原理和对偶性原理及规律拓展性原理等概念,并给出了相似性原理和对偶性原理的一些应用实例。

基于Multisim的最大功率传输定理教学研究

最大功率传输定理研究负载阻值变化对电源传输给负载的功率产生的影响,在工程上具有非常重要的实践意义。本文应用电路仿真软件Multisim中的参数扫描法探究负载获得最大功率的条件,再辅以严密的数学推导佐证实验结果,使学生在理解最大功率传输意义的同时掌握一种优化设计电路的方法—参数扫描法。

一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路

针对在峰值电流控制模式下半桥型开关电源存在次谐波振荡的问题,提出一种新型斜率补偿电路。该斜率补偿电路由少量外围常用器件构成,其补偿深度可由外围器件参数进行调节,与开关驱动信号完全保持同步。基于LTspice搭建斜率补偿电路的仿真模型,仿真结果表明,该电路补偿效果良好。样机实测结果也验证了该斜率补偿电路的有效性。所提电路适用于选择峰值电流模式但电源管理芯片内部没有斜率补偿电路的应用场合。

主动磁悬浮轴承运动力学分析与悬浮控制研究

主动磁轴承(Active magnetic bearing,AMB)具有无摩擦、低损耗、寿命长、可控性强等优点,因此广泛应用于各类旋转轴机械装置中,当前,许多应用于磁轴承系统的先进控制手段在理论上有着良好的控制效果,但在实际应用中却存在很大差异。在实际主动磁悬浮轴承系统中,磁悬浮轴承-转子系统制作偏差而使轴承磁力偏移,严重影响转子悬浮控制。为探究悬浮控制过程中转子运动状态,分析对比了等效磁路法与麦克斯韦积分法电磁力计算,在不完全微分PID控制基础上基于试验测试与理论推导提出了一种实际磁悬浮轴承系统下的运动力学分析悬浮控制方法。将转子运动过程分为加速、减速、波动阶段,对每一阶段转子运动行为特性与控制方法选择进行了研究,并应用于实际8极主动磁悬浮轴承系统中,最终使转子动态悬浮于气隙允许范围内。

电路分析课程教学改革与创新研究

在当今高等教育环境中,电路分析课程作为电子工程专业的基础课,对学生专业技能的培养至关重要。然而,传统的教学方法往往侧重于理论传授,忽视了学生实践能力和创新思维的培养,这在一定程度上限制了学生的全面发展。同时,考核方式也偏向于应试,缺乏对学生综合素质的全面评价。因此,急需对电路分析课程进行教学改革与创新,以适应新时代人才培养的需求。基于此,本文旨在深入研究电路分析课程的教学改革与创新,以期提高学生的学习兴趣和实践能力,培养出更多具备创新思维和解决实际问题能力的优秀人才。

新工科背景下增材制造技术课程的教学探索与实践

随着我国向制造强国加速转变,对增材制造人才的需求急剧增加,也对新工科背景下高校增材制造专业人才的培养提出了新要求。目前国内高校在增材制造教学方法和教学资源方面处在快速发展阶段,涉及的授课方法及实验环节需要进一步探究。该文提出增材制造技术课程五步教学方式,包括课堂教学、行业专家讲座、实验室培训、3D打印实践和结果分析总结。分析了增材制造数字化辅助教学的特点,给出了新工科背景下课程的目标与任务,介绍了增材制造技术的基本原理、分类及区别,面向工程专业学生重点教授选择性激光烧结、熔融沉积、电喷打印、双光子聚合等增材制造技术。邀请了增材制造行业或学术圈专家,从不同视角向学生介绍增材制造发展动态、国际前言技术、与增材制造相关的材料表征技术。依托授课教师科研项目,选择电喷打印技术为学生提供实验条件,讲解电喷打印技术的预处理、打印成型和结构表征,引导学生将实验结构与分析测试撰写出报告,以锻炼学生的表达能力。旨在探讨增材制造技术课程教学中的授课思路和实验实践,为新工科教学改革实践提供有益参考。

基于SiC MOSFET同步BuckDC-DC变换器的宽频混合EMI滤波器设计

由于SiC MOSFET在高速开关电源中的广泛应用,导致严重的电磁干扰(EMI)问题,因此EMI滤波器的设计成为研究热点。为了满足电磁兼容(EMC)标准,无源EMI滤波器可以有效地降低DC-DC变换器产生的电磁干扰,但是无源磁性器件的体积较大,不利于提高DC-DC变换器的功率密度。该文分析DC-DC变换器的电磁干扰源和噪声源阻抗特性,建立无源和有源EMI滤波器的理论模型,提出宽频混合EMI滤波器的设计方法。最后,通过实验验证宽频混合EMI滤波器对DC-DC变换器EMI的抑制效果。

双列开关电容均压电路的设计与分析

针对串联超级电容器组中超级电容器单体电压不均衡的问题,设计了一种新型双列开关电容均压电路。介绍了这一均压电路的模型和原理,对这一均压电路进行了静态工况分析、电量转移分析,并进行了仿真。这一均压电路优化了电荷转移路径,增加了均衡冗余度,提高了均衡效率。分析结果表明,双列开关电容均压电路相比传统开关电容均压电路,具有更好的均压效果。

海南卫星地面站综合防雷措施的研究

海南地区雷暴天气发生频繁,采取有效的防雷措施是确保海南卫星地面站安全稳定运行的前提。利用Matlab对近30年的雷暴数据进行可视化处理,对海南年平均雷暴日数和月平均雷暴百分率进行统计分析。根据雷暴数据、天线高度、电源和信号线缆布设方式等信息,计算了海南卫星地面站年预计雷击次数,按照防雷装置的拦截效率确定了雷电防护等级。结合海南雷暴发生规律和地面站电子设备,从接闪针防护面积、天线塔基避雷措施、机房等电位连接、浪涌保护器选型安装、屏蔽保护和光纤传输、防雷装置检测维护等方面,研究提出了海南卫星地面站综合防雷的措施。

“信号与系统”课程科教融合型教学案例探索

将“信号与系统”课程中“连续周期时间信号的频域分析”这一知识点与科研课题“无线电能传输的谐波分析”相结合,形成一个典型教学案例。探索在科教融合理念下,“信号与系统”课程教学与人才培养的有效途径。基于科教融合协同育人的思想,引导学生锻炼科学思维、提高学生发现并解决问题的能力;通过科研反哺教学,加深学生对课堂知识的理解和应用能力。

一种防输入冲击电流的电路设计

设计了一种防输入冲击电流的电路,其能够精准地按照设定值来限制输入冲击电流大小,优化了以往使用延时电路限制输入电流冲击的方法,解决了电源二次连续启动时浪涌电流防护失效的问题。采用检测输入母线电容上的充电电压值作为取样点,与基准进行比较,当母线电容电压充电至设定值时,比较器反转打开金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)短接限流电阻,然后再打开后级电路工作,从而能够精准地进行防输入冲击电流。通过搭建电路测试,示波器波形与理论计算值限流值基本一致,实现了精准限流,解决了二次连续启机问题。

电力工程施工现场临时用电及其安全技术应用分析

安全用电是电力工程安全施工的基本保障,也是各类施工机械设备安全、稳定、持续运行的重要基础。因电力工程施工现场情况复杂、用电量波动性较大,所以临时用电安全技术的应用至关重要。文章简要论述电力工程施工现场临时用电的特点。重点从临时用电线路安装、接地保护、接零保护、安装漏电保护器、电气设备安装、用电设备使用五大方面阐述电力工程施工现场临时用电安全技术的应用策略。

电子技术在绿色照明电路中的应用研究

在能源短缺问题不断突出的背景下,国家提出了绿色照明的发展理念。绿色照明通过对传统照明技术的优化,可以进一步改善传统照明的不足,提高照明电路的运行质量。电子技术在绿色照明电路中的应用可以给绿色照明电路的发展提供更有力的技术支持,大幅减少能源的消耗,降低了环境污染的程度,有效贯彻绿色照明的发展理念。文章对绿色照明进行了概述,并对电子技术在绿色照明电路中应用的重要性进行了分析,同时详细介绍了实际的应用情况,旨在进一步提高电子技术应用的效果。

机载电源掉电保持电路的研究与设计

设计了一种机载电源掉电保持电路,采用小功率升压模块对保持电容进行充电,同时对主回路电源输入端电压进行检测判断,掉电时将保持电容切入主回路(小功率升压模块切出充电)进行放电保持输出电压,在输入端电压恢复正常值时将保持电容切出主回路,将小功率升压模块切入给保持电容充电。解决了升压模块直接参与主功率电路的问题,降低了电源的体积,提高了电源的效率、可靠性以及电磁兼容性。

基于WAO-WPD-CNN的模拟电路故障诊断

针对模拟电路故障诊断领域,数据集建立、数据特征难以有效提取、网络诊断时受超参数影响较大等问题,提出了基于WAO-WPD-CNN的故障诊断模型。首先,以Salley-Key低通滤波器和二级四运放双二阶低通滤波器为研究对象,在Pspice软件中对其进行仿真获取数据集,其次,将得到的数据集通过小波包分解(Wavelet Packet Decomposition,WPD),进行有效特征提取,输入卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)中进行故障诊断实验验证。最后,使用鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WAO),对模型训练超参数进行优化。结果表明,所提出的一种改进WAO-WPD-CNN模型能够有效提取特征,快速获取最优超参数,具有更优的诊断能力与泛化能力。

一种医用加速器二极铁高精度特种电源的设计

随着我国综合国力的日益增强,对基础物理研究和原始创新的投入越来越大,特别是医用重离子治癌和质子治癌加速器行业。这些新型行业需要大量的高精度特种电源,高精度特种电源是专门针对粒子加速器装置中的磁铁负载而设计的,为其提供高精度的励磁电流,约束粒子束流按照物理要求进行运动,高精度特种电源对电源输出电流的电流误差(平顶)和跟踪误差要求极高。本文通过借助PLECS仿真软件构建模型,仿真验证了电源设计结论的正确性,再通过实际测试,最终实现了电源的设计。