电流源电荷泵串联谐振PFC变换器分析与设计

电流源电荷泵(current source charge pump,CS-CP)串联谐振功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器控制电路简单,效率高,输出电流二倍工频纹波低,但存在功率因数(power factor,PF)较低、输入电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)较高的缺点。该文分析CS-CP串联谐振PFC变换器的工作模态,通过参数优化设计,获得较高的PF与较低的输入电流THD。通过60W的实验样机对理论分析结果进行验证,实验结果表明PF值可达0.994,效率最高为91.7%,输出电流二倍工频纹波占比小于1.61%,满足实际应用要求。

大兴安岭林区负地闪电荷源的反演

在中国东北大兴安岭林区进行了基于全球定位系统(GPS)时间同步的闪电地面电场变化多站观测。利用2010年7月14日一次过境雷暴多站同步的闪电电场变化资料,采用非线性最小二乘拟合法对雷暴成熟阶段的15次负地闪(包含57次回击和8次连续电流过程)中和的电荷源进行了拟合。大兴安岭林区负地闪单次回击中和的电荷量平均为1.0 C(范围为0.1-5.0 C),20%的继后回击中和电荷量大于首次回击,继后回击与首次回击中和电荷量的比为0.1-6.1,平均为0.8±1.0。单次连续电流中和的电荷量平均为3.8 C(范围为0.4-7.3 C),连续电流期间通道中的平均电流估计为25.3 A(范围4.9-50.8 A),一次负地闪中和的总电荷量平均为6.4 C(范围为1.4-12.4 C)。负地闪回击和连续电流中和电荷源的高度分布与雷暴云的发展有关,对应的环境温度为-10—-25℃。在雷暴成熟阶段前期,负地闪回击和连续电流中和电荷源距地面的高度从5.0 km缓慢上升至10.5 km;在雷暴成熟阶段后期,负地闪回击和连续电流中和电荷源距地面的平均高度从9.0 km下降到6.0 km,单次回击中和的电荷量也较前期减小约一个量级。与雷达回波的叠加显示,负地闪回击和连续电流中和的电荷源主要位于大于40 dBz的强对流中心区,部分位于30—40 dBz的强回波区边缘或较弱的回波区。

基于多站电场变化同步测量的负地闪回击中和电荷源特征

利用北京闪电综合探测网(Beijing Lightning NETwork)在2011年8月9日的一次中尺度对流系统过境期间获得的7个站同步闪电地面电场变化资料,在采用蒙特卡罗数据处理方法对资料进行误差订正的基础上,基于非线性最小二乘拟合算法,深入分析了51次负地闪的127次回击中和电荷源的特征。多回击负地闪回击中和电荷源的水平分布尺度Le和垂直分布尺度ΔHe分别为13.0±9.3 km和2.1±1.7 km;两者之比Le/ΔHe为61.2±278.5。随着垂直分布尺度ΔHe的增大,水平分布尺度Le以及水平和垂直分布尺度之比Le/ΔHe呈减小趋势。对雷暴不同阶段负地闪回击中和电荷源的分析发现,雷暴自发展到成熟,再到消散阶段,回击中和电荷源最大高度呈先缓慢上升、后显著减小的变化趋势;这期间,电荷源的最低高度始终在距地面5 km左右,电荷源水平分布总体上自西北向东南方向移动,与雷暴云移动方向一致。与雷达回波的叠加发现,负地闪回击中和的电荷源主要分布在回波强度>25 d BZ的区域,其中高度值≥7 km的电荷源占34%,主要分布在雷暴云对流活动较强的区域内部;高度值<7 km的电荷源占66%,在雷暴云对流活动较强的区域内部和外围都有分布。

高精度多通道可程控电荷信源的设计

本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和高精度D/A转换器AD7945构成的高精度多通道信号源的原理方案和实现方法。通过FPGA的逻辑功能配置,使所有信号通道的波形数据存储器共享,硬件设计电路简单。并详细介绍了AD7945在多路数字模拟信号转换应用中的设计方法。

基于时变电荷源计算空间电磁场的严格推导

现有教科书中关于辐射子空间电、磁场强度的求解途径一般都是利用电流源进行的。本文从时变电荷源的角度,利用一对正负时变电荷(通常称为电振子)推导辐射子空间电、磁场强度,并对其合理性进行了证明。从物理本质来看,可以认为电振子才是产生空间场的根本原因。同时得出结论:空间电荷也可以当做计算场的基本源。本研究对理解电磁场激发源的物理本质大有裨益。

含不稳定电荷源轴对称非静态场的计算

利用麦克斯韦方程组和场的轴对称性,给出了由对称轴的非静态电场计算含不稳定电荷源的轴对称非静态空间电磁场的一种方法.

静态电荷量测试仪校准源研制

静态电荷量标准采用精密程控电压源和精密电容器输出高准确度静态电荷量,利用电压负反馈进行自动调整,克服负载电容和输出电压对输出电荷量的影响,实现静态电荷量的稳恒输出,可方便地检定静电计和电荷放大器。该静态标准电荷源的稳恒特性比传统的电荷源提高了5个数量级。该标准源静态电荷量Q x范围为200 pC^2μC;允许误差为0.1%Q x+0.1 pC;等效源内电容为10-15 F。

相对论框架下电荷间的相互作用

本文将相对论理论应用于电荷间的相互作用，导出了运动电荷间相互作用况津，严格证明了库仑定律对于运动电荷的失效，并且纠正了有关著作的错误。

北京地区负地闪回击转移的电荷量

负地闪是闪电危害的主要来源,其对地转移电荷源特征和电荷量不仅对闪电放电机理的研究有重要意义,而且对雷电防护也具有重要的实际应用价值。为了研究具有典型城市下垫面环境的北京地区的闪电活动特征和放电强度,利用北京地区2011年两次雷暴过程的多站GPS（Global Position System）同步闪电地面电场变化定量观测资料,在考虑消除场地和环境因素对电场变化观测资料影响的基础上,基于蒙特卡洛数据处理方法和非线性最小二乘法拟合反演算法,定量研究了负地闪回击中和的电荷源位置和电荷量,并对回击特征与回击转移电荷源之间的关系进行了讨论,得到如下结果：（1）单次回击中和的电荷量为1.1-27.6 C,平均为8.6±5.2 C,不同序数回击转移电荷量的最小值基本不随回击序数的上升而变化,最大值和均值随回击序数的上升而减小;一次负地闪中和的总电荷量随着回击数的增加而增加。（2）负地闪回击数和回击时间间隔都呈对数正态分布,其中负地闪总数70.4%的多回击负地闪其回击间隔平均为99±95 ms,不同序数回击的时间间隔最小值随回击序数的上升基本不变,时间间隔最大值和均值随回击序数的上升而减小。（3）回击转移电荷量的均值随回击间隔的增加呈波动形式的逐渐上升;相邻回击转移电荷源的空间距离均值随回击间隔的增加而增大。

电荷相互作用的相对论效应

本文将相对论理论应用于电荷间的相互作用,导出了运动电荷间相互作用规律,严格证明了库仑定律对于运动电荷的失效,并且纠正了有关著述的错误。

从参考系的变换看电荷间的相互作用力

电磁场是一个统一的整体。本文通过惯性参考的变换,利用洛仑兹变换所确立的作用力变换规律,讨论了当电荷作匀速直线运动时,电荷间相互作用力的问题。

电荷放大器检定中的问题

本文详细讨论了按照“普通电荷放大器检定规程”检定电荷放大器时，有可能出现新的误差，甚至无法检定高频段，并且提出了解决办法。

人工触发闪电箭式先导和企图先导光电同步观测与模拟

基于同步光学和电场数据分析了人工触发闪电的箭式先导和企图先导的发展过程,测得了两种先导的二维传播速度,箭式先导的二维传播速度的取值范围为1.5×10^(6)~10.9×10^(6)m/s,企图先导二维传播速度在0.4×10^(6)~2.9×10^(6)m/s之间。企图先导终止前在光学和电场上同箭式先导都存在一定的相似性。企图先导二维传播速度小于箭式先导的速度,放电过程也不如箭式先导强烈。利用分段速度源电荷模型对箭式先导和企图先导的电场波形进行模拟,估算了先导发展时的电荷密度,最终所得的模拟曲线与实测曲线能较好地吻合。

例谈求解叠加电场的电场强度的策略

以孤立点电荷为场源产生的电场是最简单的静电场,设场源电荷的电荷量为Q,则在其产生的电场中距离它为r处的电场强度E=kQ/r^(2)。若场源不是单一点电荷,则求其产生电场的电场强度就需要一定的技巧。下面归纳求解叠加电场的电场强度的三种常见方法,供同学们参考。

洛仑兹力的成因分析和理论推导

从物体受力的一般条件出发 ,考虑到电磁场的物质性 ,揭示了洛仑兹力的本质 ,证明了洛仑兹力公式并非是一个独立的实验定律 ,可以由其它电磁场公式加以导出 .

讲授电场强度和电势的一点体会

讲授电场强度和电势的一点体会尤霞光（郑州电力高等专科学校４５０００４）电荷间的相互作用是通过电场发生的，电场表现出力和能的性质，为了描述电场的性质，引人了电场强度和电势这两个概念．１电场强度如图，设＋Ｑ为场源电荷，现把一电量为ｑ的正检验电荷分别放在＋...

均匀半空间瞬变电磁场直接时域响应数值分析

近源时域电磁场具有信号强、探测深度大和精度高等优点,但传统瞬变电磁场理论中偶极子近似在近源区会引起较大误差,推导瞬变电磁场直接时域解析式是解决这一问题的关键.本文在点电荷微元假设下通过时域格林函数,采用分离变量等方法推导出了上半空间一次有源波动场和反射波的时域解析式和下半空间二次无源波动场的时域解析式,结合均匀半空间瞬变电磁场的边界条件给出了均匀半空间瞬变电磁场的直接时域解析式,进而利用第一型曲线积分,通过沿回线源叠加推导出圆回线源在瞬变电磁场中的直接时域解析式.然后在半空间表面上,与传统的电偶极源假设下的表达式作了比较.数值结果表明两者在远源区的计算结果相差甚微,而近源区则存在很大误差.本文利用真正点元(点电荷)严密推导给出的均匀半空间表面上瞬变电磁场的直接时域解析式适用于全场区探测,克服了偶极子假设下只适用远场区的不足,为瞬变电磁法的进一步发展和实际勘探提供了新的理论基础.

关于比值定义法的哲学思考

哲学是研究世界观、方法论的科学,比值定义法是研究如何选用已知物理量,同相比的方式定义出新的物理量的方式或方法。比值定义法中蕴含的一般规律是什么?本文以电场强度这一新的物理量的引入过程,试图说明这个问题。 在电荷的周围空间存在着电场,电场的显著特征是对放置其中的电荷有力的作用。如何描述电场的这一力学特性?显然应该以电荷受力谈起。

相对论时钟讨论

由狭义相对论,时间膨胀是洛仑兹坐标变换的一个直接推论,爱常解释为是一种运动效应.由点电荷与电磁场之间相互作用构造了三个时钟,时钟的转动是通过点电荷与不同类形场源电荷之间的相互作用,由电磁场的相对论理论,分别对三个时钟做理论计算,得到与相对论一致的结论:运动的时钟变慢.从动力学的观点研究时间膨胀现象及时间的本质.因此,时间膨胀即时运动效应,也是动力因果效应.