谐振式无线电能传输系统的研究

阐述了磁耦合谐振式无线电能传输的工作原理,在对发射与接收电路几种拓扑结构分析的基础上设计了一个收发电路均采用串联补偿结构、谐振频率为1 MHz、负载为10Ω的模型。基于线圈的互感耦合等效模型,从电路角度分析得出系统的输出功率和效率与线圈、负载、互感等参数之间的关系。针对磁耦合谐振系统满足最大输出功率时效率比较低的状况,提出了功效积指标。在满足系统输出功率的基础上,该指标实现了较高的传输效率。最后,通过Matlab仿真验证了所提功效积指标的可行性。     

MSP430F5438在数字低频功率放大器设计中的应用

本文提出了一种新型的传统低频功率放大器的数字化设计方法--利用高性能OCL功率放大电路及信号处理电路、MSP430F5438单片机、液品显示器等模块组成智能低功耗功率放大器,采用单片机自带的12位ADC功能模块,实时检测功率放大器输出功率和整机效率等参数.电路结构简单,所选器件价格合理,并给出了测试结果.实验结果表明该...     

电路参数对无线电能传输的影响及控制策略

无线电能传输(WPT,wireless power transmission)系统的输出电流受原边电流、频率、线圈距离(耦合系数)、负载阻抗等影响.在负载及耦合系数一定时,接收侧的补偿电容影响系统的性能.为了保证系统的传输效率且使得系统输出电流最大,首先给出了WPT电路并进行电路分析,其次讨论结构参数对系统性能的影响,为调节系统最大电流输出提供依据.给出一种系统最大电流输出控制策略,并进行仿真验证.最后仿真对比了不同耦合系数对输出电流、输出功率及传输效率的影响.仿真结果表明,在该控制策略下,适当调整系统电容参数,即可使得系统输出性能最佳.     

基于ADS微波功率放大器设计与仿真

为了解决功率放大器设计中输出功率和效率这对矛盾的性能。对参数指标之间如何折衷处理的问题,提出了一种利用负载牵引和源牵引相结合的方法,通过功率放大器输入输出匹配网络的设计中解决矛盾问题,并对一个中心频率2140MHz PA的输出功率、功率附加效率等参数匹配的仿真验证证实方案的可行性,为方便物理实现提供了最终的设计电路。从仿真结果可以得出PA的输出功率和效率都满足设计要求,证明方法能够很好地解决输出功率和效率的折中问题,对PA的设计有着重要的参考价值。     

电动汽车无线充电系统线圈参数的仿真与设计

磁耦合谐振式无线能量传输技术能实现中等距离的大功率高效率的能量传输,更加适用于电动汽车的无线充电。线圈作为该技术的核心部件,合理的线圈参数设计能够有效地提高系统的输出功率和传输效率。为此,首先介绍了该技术的工作原理并基于等效电路理论建模。其次描述了该技术在电动汽车无线充电中的应用。再次利用MATLAB仿真分析了线圈参数对系统传输性能的影响,得出结论:存在最佳匝数和平均半径使系统的输出功率和传输效率达到最大。随后对适用于电动汽车无线充电的线圈参数进行设计,设计的系统在传输距离为0.3 m时,输出功率为1.60 kW,传输效率可达到96%。最后通过Pspice仿真证明了参数设计的可行性。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统传输特性研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及线圈线径、匝数与互感的关系;借助COMSOL有限元仿真软件建立线圈三维模型,并搭建多组两线圈MCR-WPT实验系统对理论分析结果进行了验证.研究结果表明:通过增大收发线圈线径和匝数,可以提高系统输出功率和传输效率,但与线圈线径相比,线圈匝数对传输效率的影响更为明显,而且随着匝数的增加,系统会在更远的传输距离处取得输出功率最大值;随着负载电阻不断增大,系统输出功率和传输效率都呈现先增加后减小的趋势,证明了系统的输出功率和传输效率均存在最大值,但系统输出功率和传输效率达到最大值时的最佳负载不同,即不存在可使输出功率和传输效率同时取最大值的最优负载电阻.     

低压多电平功率变换器及其控制策略研究

文章提出了开关选择和附加双向开关多电平变换器的主电路拓扑结构并研究了其控制策略.两种新型多电平变换器都具有可控开关数量少、电路简单、输出波形质量高、功率转换性能好的优点.在使用相同数目可控开关的条件下,附加双向开关变换器输出电平数更多、输出波形质量更高,直流电压利用率高,但功率变换效率低于开关选择变换器.采用PSIM4.0对附加双向开关变换器进行仿真研究,结果证实该电路拓扑有效且实用.     

基于移相控制的并联谐振型非接触供电系统设计

传统非接触供电系统谐振补偿不够充分,导致两端传输电压相位不同、供电传输效率较差.为此,设计了基于移相控制的并联谐振型非接触供电系统.在硬件设计中优化供电装置,重新定义耦合线圈和主控电路,使其满足芯片驱动电压要求.在软件设计中计算供电电压谐振补偿参数,确保两端输出电压同相,再获取开关管最优移相角比例,得到供电最小回流功率...     

基于GaN HEMT F类功率放大电路设计

本文基于一款商用GaN HEMT功率器件设计了一款工作在2.45GHz的高效F类功率放大器。该电路的设计利用负载牵引—源牵引仿真技术的方法,确定基波的最佳功率和最佳效率阻抗区域。输出匹配网络在功率器件电流源面对二次谐波短路,对三次谐波开路。另外,为该放大器设计了一款时序保护电路,可提供栅极电压-2.7V,漏极电压28V。仿真结果显示,在2.45GHz时,饱和输出功率为44.17dBm,功率附加效率为73.1%,增益14.1dB。可以应用于微波无线能量传输、微波加热等领域。     

基于DPA425的48V-12V反激电源设计

单片开关电源具有体积小、输出纹波小、效率高等特点,在工业生产中得到了广泛的应用.基于PI单片开关电源芯片DPA425 PN设计了一种20 W反激开关电源,开关频率为300 kHz,输入直流42～60 V,输出直流12 V,输出电流0～1.7A.详细描述了反激开关电源的设计过程及参数计算,并给出了电路的原理图以及测试结果.测试结果显示,输出12 V稳定,最大输出电流1.7A,最大输出功率20W,效率可达83％,该电源满足设计需求.     

超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究

针对超声加工机床用无接触电能传输系统,提出一种具有新型铁心拓扑结构的旋转变压器,借助有限元法分析了变压器铁心的主要结构参数及初、次级绕组布置方式对旋转变压器耦合性能的影响.并通过互感电路模型对其所需的补偿电路参数进行计算.仿真结果表明,采用该新型铁心拓扑结构可较为明显地提高旋转变压器的耦合系数,而其功率因数和输出特性可通过合理的补偿措施进一步提高,从而改善整个无接触供电系统的性能.     

An efficient dual‐band rectenna using symmetrical rectifying circuit and slotted monopole antenna array

In this article, an efficient dual‐band rectenna making use of the newly proposed symmetrical rectifying circuit working at the frequency of 1.8 and 2.45 GHz, is proposed. The proposed dual‐band rectifying circuit is combined with an array of compact wideband planar monopole modified circular slot antenna in order to facilitate the efficient rectenna design. The rectifying circuit employs symmetrical matching network in addition to the symmetrical rectifier thereby facilitating the suppression of the odd order harmonics. This eventually results into the higher output voltage as compared to the conventional rectifier circuits. Moreover, the dual‐band topology of the proposed rectenna increases the overall voltage by harvesting energy from two independent RF sources. The measured results of the fabricated structure show that the maximum RF to dc conversion efficiency of the proposed rectifier circuit reaches up to 70% at 9 dBm input RF power. From application point of view, the proposed rectenna circuit is tested to extract the RF energy from 1.8 GHz cellular and 2.45 GHz Wi‐Fi bands to energize a low‐power LED. The overall rectenna structure is reasonably compact providing good performance, which can potentially be employed for efficient wireless power transmission system.     

四端输出三相-两相矩阵变换器间接控制策略

针对三相-两相矩阵变换器(3-2MC)拓扑无大容量储能元件,输出不对称影响输入电流质量的问题,提出一类引入脉动功率补偿单元的三端和四端输出3-2MC拓扑.首先,详细阐述上述所提两种变换器抑制输出脉动功率进而提高输入性能的原理、实现过程和适用范围,推导四端输出3-2MC的电压传输率与系统参数之间的关系式,并基于上述拓扑特点,提出输出扇区划分方式;然后,提出以输出侧与补偿侧三相电流加权量作为间接控制量的级联式控制策略,从理论上对其可行性进行分析,并给出系统控制参数的优化选取方法.仿真结果表明,基于间接控制策略的四端输出3-2MC拓扑可有效改善输出不对称情况下的输入电流性能,与传统的三端无补偿单元拓扑相比,该方法具有良好的动态性能和更大的输出适用范围.     

LCL-S型注入信号式能量与信号共享通道ICPT系统研究

针对感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)系统应用场景中的信号反向传输需求,提出了一种基于LCL-S谐振拓扑的注入信号式ICPT电能信号共享通道系统。运用交流阻抗法对所提出的系统的电能通道与信号通道分别进行了理论分析,建立了数学模型。以负载得到的电压恒定为前提,兼顾信号调制解调结构的影响,分析计算了系统参数,并搭建了MATLAB/Simulink验证模型。仿真结果表明,信号传递电路引入后,负载可以实现恒压,系统能量传输正常,在保证能量传输的情况下,可以实现信号的反向传输。最后按照仿真模型搭建了实际电路,验证了所提出的系统的可行性。     

基于非接触电能传输电路的技术分析

给出了非接触感应式电能传输的基本原理，针对松耦合电路，分析了影响电能传输效率的主要因素，研究可行的拓扑补偿结构，提高传输的有效性和稳定性，设计提出了一个可行性方案并开发出一个用于基本验证的功能样机。     

A BTB UWB power divider with arbitrary power‐dividing ratio based on three‐slotline structure

In this article, a balanced‐to‐balanced (BTB) ultra‐wide band (UWB) power divider (PD) is proposed, which can realize arbitrary power‐dividing ratio (PDR) with improved transmission bandwidth flatness. The proposed PD is primarily based on microstrip/slotline (MS) transition structures and parallel‐coupled three‐slotline structure. U‐type microstrip feed lines integrated with stepped‐impedance slotline resonators are adopted at the input and output ports, which make the differential‐mode (DM) responses independent of the common‐mode (CM) ones. Meanwhile, superior DM transmission and CM suppression are achieved intrinsically, thereby simplifying the design procedure significantly. By changing the distances between the coupled three slotlines, the PDR between the output ports is controllable. In order to verify the feasibility of the proposed design method, several prototype circuits of the proposed PDs with different PDRs are simulated and a prototype circuit with the 2:1 PDR is fabricated and measured. A good agreement between the simulation and measurement results is observed.     

Design of PWM with four transistor comparator for DC–DC boost converters

The DC-DC converter is used for different applications which needs higher voltages when compared to the input source. The boost converter is one of the most efficient methods to choose DC-DC Converter in different ways. The purpose of the proposed method is to reduce the area of VLSI design logic and power consumption. Boost converter topology is difficult because it has a large component. The proposed work of four transistor comparator based PWM (Pulse width Modulator) that can be used in DC-DC boost converter, which reduces the area, and power consumption of the entire system. This proposed work calculates the parameters of boost converter and the simulation performed using different duty cycle and parameters. Simulation results shows different duty cycles with different resistance and inductance parameters using boost converter. In addition to this the result carries out four transistor comparator output which is used to reduce the boost converter circuit design. PWM is based on the proposed four transistor comparator, which is used in the Cadence Virtuoso software using conventional CMOS technology.