片上射频磁介质电感的设计与仿真

片上无源电感是RF IC中需求很高的器件.将适宜的磁材料引入到射频微电感中,既可有效地提升电感L值,从而使电感所需面积减小,又能保持甚或提升电感Q值,是实现高性能、小尺寸射频微电感的一种非常有前景的方法.我们设计了不同结构的磁介质微电感,通过软件仿真研究了电感结构和材料参数变化对电感性能的影响,为研制小尺寸、高性能片上磁介质电感提供了理论指导.     

四相交错并联变换器中耦合电感的对称化

为了提高交错并联变换器的性能,对四相交错并联双向DC/DC变换器中不对称耦合电感进行分析,推导出等效稳态电感和等效暂态电感的数学表达式。结合提出的耦合电感结构进行不对称耦合电感对称化研究。通过Saber和3D Maxwell软件进行仿真验证和样机实验,验证了理论分析和仿真结果的正确性。     

直线同步电机气隙检测的电磁分析

基于直线同步电机的气隙检测,对电涡流传感器线圈电感与矽钢叠片电磁特性之间关系分析和实验研究,认为线圈电感随间隙的变化电感效应起了主要作用,建立了基于磁场镜像法的电磁计算模型,计算了空载和矽钢叠片影响下的电感,与仿真结果对比和分析,并得出结论:间隙小于10mm时,计算和仿真结果误差比较小,为复杂结构线圈提供可行的近似计算方法。     

宏/微运动控制的电感传感器动静态校准装置

为改善电感位移校准装置校准精度、校准量程及动态频响难以兼顾的问题,采用宏/微运动控制方法驱动校准装置作快速、精密、大范围定位.在简述校准方法工作原理及结构之后,对以静压双V导轨/直线电机组合的宏动平台及以柔性铰链/压电陶瓷组合的微动平台进行动力学建模,并获得宏微平台的传递函数.设计微动跟随宏动和宏动跟随微动两种控制策略,并进行建模和仿真分析,对比两种控制策略下的测量结果并分析原因.设计并搭建实验平台后进行校准装置的性能测试,实验结果表明:宏动跟随微动控制策略具有更高的动态频响性能,校准装置在全行程20 mm内分辨力达到5 nm,在幅值为0.05 mm的正弦频率响应实验中,动态频响达到100 Hz,可满足电感传感器的动静态校准要求.     

小型Tesla变压器线圈参数仿真及应用

为了提高变压器的研制效率,方便其工作状态的分析,运用ANSYS软件进行小型Tesla变压器的建模仿真.将仿真计算数据与相应的实验测量结果进行对比分析,验证仿真所得的电感、电容等参数的可靠性,并在仿真计算的基础上,根据Tesla变压器的数学模型计算出变压器输出电压波形,与实际测量的结果相比较,基本吻合,实现了变压器由结构模型到输出波形的模拟计算.     

一种电容式微加速度计的结构设计和工艺仿真

微硅电容式加速度计是目前微硅加速度传感器发展的主流,本文在硅-玻璃阳极键合工艺同深槽刻蚀工艺相结合的加工技术基础之上设计了一种电容式微加速度计,该结构将两种改变平行板电容量的方式有效的结合在一起,提高了结构的灵敏度并具有较好的线性度.最后,对所设计的结构进行了工艺仿真,通过虚拟工艺仿真结果与设计进行比较,论证了结构的基本可行性.     

用于硅基氮化镓可调微镜的静电梳齿型微驱动器设计

提出并设计了一种用于硅基氮化镓(GaN)可调微镜的静电梳齿型微驱动器.利用有限元软件建立了该器件的几何结构模型,对器件的结构进行了仿真优化.此外,采用微机电系统(MEMS)加工工艺,制作出了用于硅基氮化镓可调微镜的梳齿型微驱动器,并对其驱动特性进行测试.测试结果表明:所制作的微驱动器的位移随着电压的变化呈二次方关系,与仿真结果基本一致.当加载驱动电压为200 V时,微驱动器的驱动位移可达到1.08 μm.     

微流控生物芯片的磁场仿真及实验对比

近年来,随着生物医学分析和MEMS技术的发展,基于纳米磁珠的微流控生物芯片得到了广泛关注和研究.芯片上的微流路内部集成了微磁场元件,可在外磁场的作用下产生局部梯度磁场,从而将具有特定生物活性的纳米磁殊流捕获,实现后续的生物医学分析.为了有效的捕获磁珠,微磁场元件的外形结构需精心设计,才能产生足够高的磁场强度和磁场梯度.本文利用仿真软件COMSOL(Femlab)对所设计的不同外形的微磁场元件的磁场分布情况进行了仿真分析,随后的在片实验结果与仿真结果吻合得很好.     

微谐振器结构性能的有限元分析

微谐振器是试飞测试系统的重要组成部件,微谐振器的性能影响到试飞测试系统的精确度.为了提高微谐振器的性能,在传统结构的基础上,提出改变微谐振器中折叠梁、驱动梳齿等结构的尺寸来改善其性能.运用有限元法对不同结构尺寸下的微谐振器进行模态、品质因子分析.仿真结果表明,横向微谐振器的一阶模态频率的大小很大程度上受到折叠梁尺寸的影响;静电梳齿的尺寸设计中,梳齿的宽度是影响驱动力和品质的一个关键因素.仿真结果表明,对提高微谐振器的性能具有一定的指导意义.     

半主动分支电路压电可控减振技术仿真与实验

通过仿真，研究了半主动分支电路压电可控减振技术中电感的变化对减振效果的影响．以振动能耗比例评价减振效果。仿真结果表明，分支电路电感的最优值在电路谐振时的电感值附近，而偏离电路谐振电感时，减振效果迅速下降。实验中通过测得的振动能耗比例随电感变化曲线．验证了仿真得到的结论。进一步说明了具有RL分支电路的半主动悬臂梁结构阻尼控制技术的可行性和有效性。