Modeling and Current Programmed Control of a Bidirectional Full Bridge DC-DC Converter

Modelling of bidirectional full bridge DC-DC converter as one of the most applicable converters has received significant attention. Mathematical modelling reduces the simulation time in comparison with detailed circuit response;moreover it is convenient for controller design purpose. Due to simple and effective methodology, average state space is the most common method among the modelling methods. In this paper a bidirectional full bridge converter is modelled by average state space and for each mode of operations a controller is designed. Attained mathematical model results are in a close agreement with detailed circuit simulation.

含电穿孔的细胞膜和核膜跨膜电位仿真

细胞膜和核膜跨膜电位的计算是实现电穿孔效应准确预测的关键所在。基于球形细胞全电路等效模型,引入介电参数阶跃模型来表征细胞膜的电穿孔效应,定量计算了包含细胞膜电穿孔效应的细胞膜和核膜跨膜电位的幅频特性。结果表明:频率大于104 Hz的脉冲电场作用时细胞膜的跨膜电位明显减小,尤其当频率大于108 Hz时,细胞膜的跨膜电位减小7 d B;频率小于106 Hz的脉冲电场作用时核膜的跨膜电位将显著增加,尤其当频率小于102 Hz时,核膜的跨膜电位增加高达19 d B。因此,当脉冲电场作用于生物细胞时,引入电穿孔效应才能准确揭示其跨膜电位的规律。

移相全桥变换器中RC缓冲电路对系统影响机理与优化研究

移相全桥ZVS变换器副边整流二极管电压应力较高,需要设计缓冲电路来保证系统性能。然而,加入RC缓冲电路的变换器在某种工作模式下近似为LCL三阶谐振系统,导致接近开关频率的谐振甚至在整流二极管两侧产生更高的电压应力。通过建立移相全桥ZVS变换器在能量传输模式期间的等效电路模型,揭示RC缓冲电路对系统稳定性产生影响机理及电路参数对振荡的影响规律,通过分析选取合理的RC缓冲电路参数,不仅有效降低整流二极管电压应力,同时抑制由缓冲电路带来的振荡问题,进而提高系统的效率。设计了一个3.2 k W(10 A,320 V)的实验样机,验证了理论分析的正确性。

基于混合电路模型的亚毫米波谐波混频器的实现

针对亚毫米波频段混频二极管管对模型获取困难的问题,提出了利用全波电磁场分析算法提取管对无源结构参数,并与管对直流电流-电压特性参数结合获取混合电路等效模型的建模方法.分析了谐波混频器原理,设计并实现了一个工作于2mm波段的二次谐波混频器.测试结果显示在116～120GHz频率范围内,其变频损耗小于20dB,与仿真数据基本吻合,证明本文提出的混合电路建模方法及所提取模型的有效性.

基于等效电路模型法双向全桥LLC变换器建模

利用等效电路模型法对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模,构建了其小信号模型,给出了双向全桥LLC变换器的电压增益传递函数,并绘画出不同条件下的电压增益曲线。运用PSIM仿真软件对双向全桥LLC谐振变换器进行了仿真和剖析,给出了双向全桥LLC谐振变换器的仿真原理图及其运行在不同开关频率下的仿真波形图,并剖析了不同开关频率下的工作状态,如零电压开通和零电流关断,以检验等效电路模型法对双向全桥LLC谐振变换器进行建模和剖析的正确性。

CRLH-TL激励源的设置和S参数的提取计算

该文使用两种全波分析法对传统的带阻滤波器和一维复合左右手传输线(Composite Right/left-handed Transmission Line CRLH-TL)进行了数值分析,解决了多端口激励源的设置和多端口S参数提取的两大难点,计算结果分别与FEKO和电路模型等效法的分析结论进行了比较,吻合较好;并通过增加CRLH单元数得出电路模型等效法的不足,不仅验证了此激励源设置和S参数提取的正确性,也得出了CRLH-TL不同于传统右手传输线的一些左手特性,为分析、优化CRLH传输线以及CRLH漏波天线提供了一定的理论支持。

ZR装置与Z箍缩负载耦合的全电路模拟

为掌握Z refurbishment(ZR)装置工作状态,方便开展Z箍缩相关实验的模拟分析,深入理解大型多路并联脉冲功率驱动器的工作原理,发展了ZR装置的全电路模型。基于有限差分方法编写了全电路模拟程序,分析了装置内部各结构组件的充放电过程,基于实验电流波形校验了关键组件的模型和参数,在此基础上研究了电磁脉冲的形成和传输过程。进一步针对典型的丝阵和套筒Z箍缩实验,将ZR装置全电路模型与负载0维内爆动力学模型耦合模拟,获得了负载半径、高度和质量等参数变化对内爆性能的影响规律。结果表明:充电电压为82 kV时,从驱动器电储能(18.9 MJ)到负载动能(1.2 MJ)的转换效率约为6%;在相同的充电电压和负载电极结构条件下,若负载都在各自优化设计的参数下工作,则应用于辐射源研究的丝阵负载线质量较小、初始半径较大及内爆速度较快;而应用于惯性约束聚变研究的套筒负载线质量较大、初始半径较小及内爆速度较慢;两种负载内爆动能十分接近。同时,内爆动能随负载高度和收缩比的增大而增大。

TSV结构的几种SPICE模型仿真

硅通孔(TSV)结构是2.5D/3D系统级封装(SiP)的关键电学互连单元,对TSV结构的准确建模是保证电学仿真精确程度的重要因素。基于传输线理论,对TSV结构进行了电气描述,提取结构中集总参数元件,并针对这些集总参数元件进行组合,得到几种不同的SPICE模型。对上述SPICE模型进行S参数仿真,作为比较,建立TSV结构的全波模型并通过有限元方法计算得到S参数。仿真结果表明,TSV结构主体主导了整个TSV结构的电性能,当信号频率在10 GHz以下时,由各个SPICE模型仿真得到的S参数和由有限元方法计算所得结果差别较小。对SPICE模型中的TSV与硅衬底间电容C TSV不同的处理方式对仿真结果影响明显。

半导体激光器非线性频域分析方法及其主要特性参数的提取

本文基干半导体激光器（ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ，ＬＤ）大信号等效电路模型，结合全频域技术，开发了一种新的ＬＤ非线性分析方法，得到了一组提取器件主要特性参数的解析公式。采用这套公式计算的结果与有关文献的结果对比吻合一致，表明本文方法切实可行，是建立配合发展ＬＤ高速组件综合宽带匹配技术理论体系的良好基础。

二维超声波风速仪

叙述了超声波风速测量的原理,依据时差法的理论推导了V型结构的二维超声波测风速的计算公式,提出了一种基于微控制器STM32的超声波风速仪的设计方法。描述了超声波发射LC振荡选频电路、信号放大电路、二阶有源低通滤波器和有源全波整流滤波的关键技术的实现过程,并给出相应电路图和验证结果,程序融入了AR自回归模型滤波算法。同时对温度对风速影响和脉动风场进行研究。实验结果表明:该电路动态自适应能力强,抗干扰能力较强,配以智能化算法可实现高精度的风速测量,具有较高的参考和实用价值。

基于场路协同的智能显示终端空气静电放电仿真

静电放电由于具有高电压、强电场、瞬时大电流和宽频电磁辐射,对电子产品的危害极大,特别是空气静电放电更具普遍性和危害性。本文将描述空气放电的Rompe-Weizel非线性电弧SPICE模型与静电放电全波模型结合,并结合描述芯片工作的IBIS模型,建立空气放电的场路协同仿真模型,研究空气静电放电对智能显示终端放电时放电电流、电磁场分布及信号传输情况的影响。仿真结果表明,放电弧长越长,电流峰值越小,上升时间越长。在空气放电影响下,信号传输线的不同终端处所受干扰不同,影响主要集中在前2 ns,且并不是辐射电磁场越强处所受干扰也越大。场路协同仿真为复杂电子设备的空气放电研究提供了一种更加符合实际情况的仿真方式,为电子设备设计和制备过程中降低静电干扰提供了理论指导。

基于MATLAB的单相全控桥式电感性负载电路的仿真研究

利用MATLAB7.0的Simulink电力系统仿真模型仿真研究可控整流电路,给出单相全控桥式电感性负载电路(接续流二极管)的理论分析波形图,并提供该电路的MATLAB仿真模型图。得到仿真波形图之后,对比、分析了仿真波形图与理论波形图。

基于阻抗特性的动力电池系统电磁干扰仿真与测试

以锂离子动力电池单体为研究对象,测量不同频段下电池单体的阻抗特性以表征电池特性,并采用电气模型进行全频段阻抗特性拟合,结合电池单体及BUSBAR阻抗特性,建立整个动力电池包的电气特性模型。电驱系统是汽车上主要的电磁干扰源,在研究分析电机特性及控制策略的基础上,建立包括电驱系统在内的动力电池系统电磁干扰模型。通过仿真获取动力电池系统直流母线上的总电流变化,并与实车测试结果进行对比验证。对研究动力电池系统自身的电磁干扰及其影响机理,正确及时地发现潜在电磁干扰问题并加以解决,提高电池包系统、整车性能及增强系统运行可靠性有着重要意义。

小型化高稳定性频选设计与等效电路分析

提出一种基于等效电路模型(Equivalent circuit model,ECM)的频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)设计方法,分别设计了单频和双频频率选择表面。根据金属贴片与电感,缝隙与电容的对应关系,分别设计了工作在100GHz的带通型方环形FSS,工作在100GHz和150GHz的双频带通型"箭头+Y"形FSS。针对不同的入射角度和极化方式,分析了双频"箭头+Y"形频选的滤波性能。该双频FSS在入射角度为0°~45°时能保持良好的角度稳定性,在TE、TM模式呈现极化不敏感性。将两款频选的全波分析结果与等效电路结果相比较,两者吻合良好,进一步验证了等效电路方法的正确性和有效性。

基于SG3525的全桥变换器控制驱动电路设计

设计了一款以SG3525和IR2113芯片为控制和驱动芯片的全桥变换器驱动电路,给出了控制芯片外围电路主要参数的设计过程。并在saber环境下搭建了仿真模型,仿真结果验证了设计参数合理可行。

图例式教学法在移相调压全桥逆变电路教学中的应用

在全桥无源逆变电路课堂教学中,移相调压控制技术是教学难点,学生对移相调压控制技术在全桥无源逆变电路中的应用学习非常困难.鉴于此,本文提出图例式教学法,具体做法就是首先将全桥无源逆变移相调压控制的工作原理通过生动和清晰的图形表示出来,将其工作原理分为六个工作阶段,每个工作阶段通过一个等效电路来阐述其工作过程.当学生明白其工作原理后,在MATLAB/Simulink中建立其仿真模型,最后将得出的仿真结果与理论波形进行比较,验证其理论分析的正确性.教学效果表明,相对于传统的"满堂灌"的教学模式,图例式教学方法能明显提升课堂听课效率.

杂散电容对陡化前沿Marx发生器影响的研究

为深入理解Marx发生器的建立过程,根据Marx发生器过电压产生的机理,综合利用建模仿真和理论推导两种手段定量研究了Marx发生器的级间耦合电容和对地杂散电容对开关同步性能和负载上过电压的影响。推导并得到了杂散电容影响火花开关和负载上过电压的公式,并给出了适用范围。结果表明:在级间耦合电容大于储能电容0.01倍的情况下,开关过电压和负载过电压与级间耦合电容负相关;火花开关上的过电压与对地杂散电容正相关,在杂散电容大于储能电容0.01倍的情况下,负载过电压与对地杂散电容负相关。本研究可为Marx发生器的设计提供一定的参考。

空气静电放电的场路协同仿真研究

场路协同仿真方法可耦合场与路研究空气静电放电的非线性特征,有助于静电放电防护的进一步改进。基于CST仿真软件,首先通过静电放电发生器标准电流测试模型对场路协同仿真方法进行验证,然后利用该方法将静电放电发生器的3D全波模型和非线性电弧模型相结合,探究放电电流随激励电压和放电弧长的变化关系。仿真结果表明:放电上升时间和峰值电流均随着激励电压和弧长指数变化,而小弧长情况下与接触放电类似接近线性变化;而结合实验中电弧长度随电压变化的特性,得出激励电压、电流峰值和上升时间的定量关系。仿真结果和文献中的实验结果相吻合,同时场路协同仿真可获得任一时刻的场分布信息,对电子设备的故障检测具有指导意义。

ZVS移相全桥变换器的建模与仿真

随着开关功率变换器的广泛应用,对其动态及诸多性能有更多的要求。因此对其建模及控制的研究是很有必要的。文中通过对移相全桥变换器的分析,对其进行建模,并根据模型设计了控制回路,并进行验证。实验结果证明了该模型的有效性,对全桥变换器的控制回路设计提供了帮助。

高速差分微带与过孔结构的全波及电路分析和研究

首先研究了高速信号经过差分微带线与过孔电路的传输性能,将场求解器与传输线理论相结合,推导出相应的电路基本模型,并利用单个差分过孔系统仿真所得S参数,计算出求解频率点的等效电路值,从而微调电路结构,最终获得较精确的电路仿真结果;同时,利用全波分析方法对系统结构进行了实验仿真,将其结果与电路仿真结果进行比较,实验数据与实际结果也非常吻合,两者达到了较高程度的统一。