高功率GaN微波器件大信号缩放模型

基于经验基EEHEMT等效电路模型,针对AlGaN/GaN HEMTs提出一种可缩放大信号模型,以准确获取宽栅多指器件的电学性能.所提出的模型从器件的栅宽、栅指个数角度出发,分别对器件模型的本征参数漏源电流、栅源电容和栅漏电容制定了相应的缩放规则.为了验证所提缩放大信号模型的准确性,通过总栅宽为14.4 mm的L频段GaN高效率功率放大器进行比对验证,仿真与测试结果在1120—1340 MHz频带内功率值不低于46.5 dBm,漏极效率值不低于70%,结果高度吻合.此外,利用该模型在对大栅宽GaN HEMTs基波信息进行准确仿真的基础上能很好预测器件的高次谐波信息,可为先进大功率、高效率的微波功率放大器的设计提供重要支撑.

基于转移阻抗模型的功率回路和信号回路间串扰建模与试验验证

由于列车和船舶上的空间有限,互连非屏蔽线缆的空间非常小,导致非屏蔽线缆之间存在严重的串扰问题,其中功率回路对信号回路的串扰会严重影响信号的质量和系统的正常运行,因此有必要估计功率回路中共模和差模电磁干扰对信号回路的影响。为此提出了一种可扩展的级联多端口网络模型,可对线缆间共模和差模串扰进行精准建模,准确估计出功率回路对信号回路的影响。最后,搭建了试验台架进行验证,实验结果验证了该方法的有效性。

功率GaAs MESFET小信号模型参数的提取(英文)

采用非本征元件的参数作为本征元件参数函数的自变量的方法 ,求解MESFET小信号等效电路模型 ,并采用相对误差来构建目标函数 .以FET在零偏置状态的非本征元件值作为初值 ,通过优化求得了热FET状态的本征元件值 ,S参数的计算值与实验值吻合得很好 ,S1 1 的相对误差为 0 0 9% ,S1 2 为 1 1% ,S2 1 为 0 0 8% ,S2 2 为 2 2 6 % .该方法收敛快 ,精度高并且效率高 。

4H-SiC射频功率MESFET大信号直流I-V特性解析模型

根据 4H - Si C高饱和电子漂移速度和常温下杂质不完全离化的特点 ,对适用于 Si和 Ga As MESFET的直流I- V特性理论进行了分析与修正 .采用高场下载流子速度饱和理论 ,以双曲正切函数作为表征 I- V特性的函数关系 ,建立了室温条件下 4H - Si C射频功率 MESFET直流 I- V特性的准解析模型 ,适于描述短沟道微波段 4H- Si CMESFET的大信号非线性特性 ,计算结果与实验数据有很好的一致性 .同时与 MEDICI模拟器的模拟结果也进行了比较 .

基于实验与物理分析的4H-SiC射频功率MESFET大信号非线性精确电容模型

采用电荷控制理论和载流子速度饱和理论的物理分析方法 ,并结合 Statz、Angelov等经验模型的描述方法 ,提出了常温下针对 4 H- Si C射频功率 MESFET的大信号非线性电容模型 .此模型在低漏源偏压区对栅源电容 Cgs强非线性的描述优于 Statz、Angelov等经验模型 ,计算量也远低于基于器件物理特性的数值模型 。

三相单开关Boost型功率因数校正器的简化大信号模型

三相单开关Boost型PFC电路 ,由于工作在不连续导电模式 ,分析起来十分繁琐 ,设计不得不采用“试凑法”。本文根据电路的工作原理 ,利用平均法 ,把原电路简化成一个工作于DCM的DC/DC变换器 ,使主电路的阶次由三降为一 ,简化模型可用于主电路参数设计 ,线性化处理之后 ,可在频域设计输出电压调节器 ,因此使该类电路的设计摆脱“试凑法”。对比性的仿真说明 ,简化模型能够反映原电路的低频大信号特性。

多元件功率谐振变换器的小信号模型

本文介绍了一种基于基频分量近似法的小信号建模方法,目的是解决谐振变换器的控制模型问题。文章以一种多元件级联式谐振变换器为例,运用该方法建立其小信号模型,并且在简化分析的基础上得出相应的等效电路和频率响应图。

微波功率GaAsMESFET小信号等效电路的研究

提出了计算功率 Ga As MESFET小信号模型参数的一些改进方法 ,包括计算 Hesse矩阵本征值和本征向量 ,确定各元件对总误差的敏感度、目标函数的优化顺序和优化方向 ,以及稳定的计算方法 ,计算结果与器件的测量值吻合。

基于改进虚拟正交信号的单相PWM整流器模型预测功率控制

针对单相整流器内环动态响应性能受限于虚拟正交分量的重构速度,提出一种基于改进虚拟正交信号的模型预测功率控制算法。针对控制系统中电感设定值与实际值存在偏差,导致单相脉冲宽度调制(PWM)整流器的控制电感参数和系统实际电感参数失配,从而影响模型预测控制的鲁棒性问题,提出一种解决电感失配的补偿算法,该算法通过比例积分环节实时补偿无功功率,消除了电感失配对功率因数的影响。实验结果表明,所提算法不仅明显地提高了单相PWM整流器模型预测的内环动态响应速度,而且能实现模型预测单位功率因数的要求,在一定程度上解决了模型预测电感敏感性问题。

基于开关函数的脉冲功率负载大信号模型研究

以现代电子雷达为代表的脉冲功率负载包含了大量电力电子开关器件,工作周期通常为10^−2~10^−1s级,若接入独立微电网运行,将给系统的安全稳定带来极大挑战。为研究脉冲功率负载接入对独立微电网系统稳定性的影响,提出基于开关函数的脉冲功率负载大信号模型。该模型基于脉冲功率负载等效拓扑结构,以三相不可控整流器、Buck变换器和直流开关负载为核心,通过分析整流器、变换器和直流开关负载各开关器件的工作状态及相应开关函数,建立脉冲功率负载与外部电网接口的电压电流动态方程。分析结果表明,采用上述模型所得出的柴油发电机组——脉冲功率负载系统频率波动率δf和直流电压波动率δu_dc的分析结论与实验结果相一致,验证了所提出脉冲功率负载大信号模型的正确性。

自升温效应下的GaAsMESFET大信号模型

分析了ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ在自升温效应下的升温幅度，结合器件电学参数随温度变化的特点，对器件的大信号等效电路模型进行了自升温效应下的修正。

ARCOS信号模型的功率谱分析及其参数估计方法

在通信，雷达，声纳等数字信号处理应用领域中，信号模型中的噪声通常假定为加性噪声。但是，对于一些信号模型中的器材怕假定为乘性噪声就更为准确。

基于有源滤波拓扑的原边反馈式功率变换器优化设计

原边反馈式变换器不借助副边绕组检测误差信号,能够稳定输出电压,提高设备使用寿命。通过采用有源滤波拓扑和原边反馈优化策略,基于电压采样电流补偿型有源滤波拓扑,从插入损耗和等效电路分析了有源滤波拓扑的性能。通过阐述原边反馈采样膝点电压的机理,对断续电流模式(DCM)下的变换器进行了小信号建模,针对补偿网络进行了优化设计,保证了环路的稳定性。仿真和实验结果表明,有源EMI滤波拓扑能够有效代替传统滤波方式,且原边反馈方法能够检测输出电压波动值并进行校正,实现了电压稳定输出。

基于信号功率随机衰落模型的无线传感器网络干扰感知路由

为了降低无线传感器网络信号功率的衰减以及节点干扰对数据传输效率所造成的影响,提出了一种基于信号功率随机衰落模型的无线传感器网络干扰感知路由。首先,根据概率论提出了干扰节点不同分布情况下成功传输数据的两种概率干扰模型,并将节点的干扰、路由收敛及节点剩余能量问题作为路由度量建立了干扰感知路由;然后,通过将干扰、路由收敛,以及节点剩余能量作为评估权值,来共同决定最佳的下一跳节点。通过NS2的仿真数据表明,与基于差异化服务的干扰感知路由算法和基于编码的干扰感知路由协议相比,所提出的算法在数据投递平均成功率、能量消耗及平均延迟时间上均有一定优势。

新能源并网换流器功率控制稳定机理分析及改进控制策略

在大规模新能源并网的背景下,作为并网接口的电压源型换流器得到了广泛应用。为了探究新能源并网换流器接入弱电网的功率控制稳定问题,对比分析了换流器在不同外环控制策略下自身的无功支撑能力对系统静态稳定极限的影响,基于关键电气量之间的数学关系,探究了有功控制的失稳机理,并提出了有功出力变化对无功输出的影响指标。研究结果表明:PQ控制更能适应变化的一次能源出力场景,面对有功出力变化,具有较强的抗扰能力;而PV控制由于具有更高的静态稳定极限,更适合弱电网。此外,为应对新能源出力波动的场景,提出了一种改进控制策略,该策略具有较高的静态稳定极限和无功控制响应速度快的特性,其抗扰能力相较于PV控制得到了提高,最后通过时域仿真进行了验证。

储能并网逆变器的大信号致稳控制研究

恒功率储能并网逆变器具有典型非线性特征,当受到大扰动情况下,基于储能逆变器构成的微网系统难以平稳运行。因此为了保证系统能在受到大扰动之后回归稳定运行,必须对储能并网逆变器进行大信号稳定性分析。这里主要应用混合势函数理论,提出一种非线性稳定性分析的方法,并提出基于大信号模型的致稳控制策略。利用Matlab中的Simulink模块建立了恒功率储能并网逆变器的仿真模型,分析大信号稳定域,进而对控制参数进行优化设计。最后搭建实物平台,进行了相关实验,实验结果显示系统的动态性能大幅提高,系统稳定域增大,从而提高了系统的稳定性。

面向语音增强的约束序贯高斯混合模型噪声功率谱估计

提出了一种基于极大似然的噪声对数功率谱估计方法,采用高斯混合模型对每一个频带上的功率谱包络构建统计模型,将时序包络划分为语音和非语音类,它们分别对应于高斯混合模型的两个高斯分量,描述语音和非语音的统计分布,其中非语音高斯分量的均值即为噪声功率谱的最优估计.采用序贯学习的方法,在极大似然准则下逐帧更新模型参数,并逐帧给出噪声功率谱的最优估计值。此外,由于序贯更新过程中语音信号长时缺失,容易导致模型失稳,提出了一种在线的最小描述长度准则(MDL)来判断语音信号是否长时缺失,从而保证了模型的稳定性.实验表明,算法性能整体优于经典的MS和IMCRA算法。

基于矢量振动信号的AR功率谱分析及应用

以矢谱分析为基础,提出了一种针对双通道振动信号的分析方法———矢功率谱分析.从矢谱基础理论出发,证实了转子同一截面上互相垂直的任意两个通道在各频率响应下的能量总和为一定值这一结论,并以此为前提给出矢功率谱分析的表示方法,然后利用参数模型功率谱估计中的AR模型实现了双通道数据集成的AR功率谱估计;因计算过程较为繁琐,提出简化算法,对两个信号的处理可以同步进行,最后用C++Builder5.0编程实现了这一分析方法,并用实际数据验证了其实用性.

用于实现互联系统仿真的电源模块大信号模型

提出一种新的针对双环控制结构电源模块(含连续导通模式功率因数校正器模块和电流模式控制DC-DC模块)的大信号建模方法,目的在于克服互联系统单纯采用开关模型实现仿真时遇到的困难.该方法利用双环控制系统中内环响应速度快、外环控制器所给出的指令信号变化缓慢这一特点,将内环闭环传输特性用比例环节等效实现;利用平均意义下的瞬时功率平衡关系,用模拟主电路功率流动规律的代数运算单元替代含有复杂开关过程的主电路.以上方法简化了控制电路,避开了耗时的开关过程,最终使双环控制的开关系统转化成为单环控制的以连续平均量为变量的非线性系统.仿真结果表明,在保证准确反映电源模块端口特性的同时,采用本文模型仿真,较之采用开关模型,仿真速度显著加快.

大功率电能质量信号发生装置设计及实验研究

详细阐述了基于交-直-交拓扑的大功率电能质量信号发生装置设计方法,主要包括整流侧滤波电感、逆变侧输出滤波器和直流侧电容设计等;采用瞬时功率平衡原理,在含有谐波的情况下建立直流电压的精确数学模型,用于指导直流电容设计;研制了试验样机并进行实验研究。实验结果验证了设计参数和结论的正确性及有效性,所研制的样机能够实现单位功率因数整流,并能产生各种包括电压跌落、闪变、骤升、中断、凹陷、谐波等电能质量信号。