一种电网尖脉冲干扰滤波器设计方法

提出了用分布电容可以忽略的磁芯电感器与寄生电感很小的穿心电容器相结合的尖脉冲干扰滤波器设计方案,并详尽地给出了尖脉冲干扰滤波器的设计方法.阐述了磁芯电感器滤波原理,给出了尖脉冲干扰滤波器的结构和原理,给出了尖脉冲干扰滤波器磁材料与磁芯结构的选择方法、线圈匝数和磁芯截面积的计算方法,给出了设计实例、实验方法以及实验结果.实验结果表明所提出的尖脉冲干扰滤波器设计方案是可行的.利用此方法可以设计出经济实用的尖脉冲干扰滤波器.     

尖脉冲干扰滤波器设计的关键问题

提出了用磁芯电感器与穿心电容器相结合的尖脉冲干扰滤波器设计方案.论述了磁芯电感器滤波原理,给出并分析了该滤波器设计中的关键问题:采用LC滤波器,其中L为分布电容可以忽略的高磁导率磁芯电感器,C为寄生电感很小的穿心电容器;尖脉冲干扰滤波器放在低压电源滤波电解电容器之后;选择无气隙环形高磁导率铁氧体材料的磁芯;按所提出的计算方法确定线圈匝数和磁芯截面积.该方案能保证所设计的滤波器是经济、实用的.     

一种新型高频功率电感器分布磁压结构

在分析高频电感器线圈涡流损耗构成及起因的基础上，提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的研究思路，并据此研究思路，提出一种具有分布磁压的新型高频电感器磁芯结构。新结构通过在开集中气隙的高磁导率磁芯柱与线圈间加入低磁导率磁材料，为电感器的磁压分布构造一辅助磁路，进而使电感器线圈窗口内的磁场分布均匀化，大大减小了线圈涡流损耗。与已有的高频电感器磁芯比较，新结构工艺简单且不增加磁芯损耗。应用电磁场有限元仿真软件对新型分布磁压结构进行了分析与设计，给出了设计指导，并进行了实验验证。     

交流电感器的一种可视化设计方法

针对交流电感器设计难以优化的问题,通过对交流电感器各约束条件如电感量、损耗、体积、温升等与电感器结构参数之间的关系进行分析,提出了一种基于四维可视化技术的交流电感器优化设计方法。通过分别优化电感器设计要求的各约束条件,取得最优区域的电感器结构参数求解域,然后在电磁场有限元分析软件中建立该结构参数的仿真模型,对电感量、最大磁通密度和温升等进行了评估;最后根据优化参数绕制了一个交流电感器进行实验。仿真与实验结论表明通过该优化算法,只需通过1次循环计算即可得到满足各约束条件的电感器,可避免磁芯电感器设计的盲目性。     

双线并绕串联结构电感器寄生电容的消除

电感器是滤波器的重要组成部分,其寄生电容对其高频滤波性能有重要影响。本文介绍了一种双线并绕串联结构的电感器,在其中心抽头处接入一个合适电容器可消除寄生电容,该结构较高的耦合系数保证了高频段寄生电容消除的效果。本文简述了滤波器插入损耗的测试原理及电感器的高频模型,分析了电感器寄生电容的消除原理,对比两种绕线结构电感器的耦合系数,通过实验证实了双线并绕串联结构的电感器寄生电容的消除效果更佳。最后将此结构的电感器应用于LC滤波器中,实验表明滤波器的高频滤波性能得到了明显改善。     

一种双磁芯差共模电感集成EMI滤波器

滤波电感集成是减小EMI滤波器体积的重要方法之一。在此提出了一种双磁芯差共模电感集成的EMI滤波器结构,分析了共模与差模电感的集成原理,利用磁路分析推导了集成共模与差模电感计算公式,给出了差共模集成电感的设计方法,并分析了磁芯磁阻不平衡对差共模电感的影响,给出了磁阻不平衡应满足的范围。利用二端口模型建立了差共模电感二端口等效电路,并利用A参数矩阵推导了集成EMI滤波器插入损耗。利用有限元分析提取了差共模电感的高频参数,并与实验样机测试结果进行了对比,结果表明有限元分析法获取的参数可以用于理论分析。利用频谱分析仪测试了集成EMI滤波器样机插入损耗测试曲线,测试曲线与计算和仿真曲线对比结果表明,二端口建模理论分析的正确性与二端口等效电路的准确性。     

电感磁芯线圈间分布电容的研究与测试方法

在电子设备及电子产品中,屏蔽是最好的抗电磁干扰辐射危害的措施.在抑制EMI(Electro Magnetic Interference)信号的传导干扰方面,利用磁性材料制作的滤波器是极有效的器件.因此该文以各种电感的磁芯材料为对象,研究其在频率不高(低于1MHZ)时的线圈间分布电容的影响.首先,推导出了磁芯绕制分布电容的测试原理及方法;在此基础上对影响分布电容的各种因素进行了分析;最后经过测试结果及分析给出了最佳设计方案.     

UUI与EE型磁芯变压器功耗对比分析

高频电子变压器及电感器是开关电源中的重要组成部分,它的功率损耗约占电源总损耗的30%,因而此部分功率损耗的大幅度降低可以提高开关电源的性能。基于脉冲变压器的原理,就UUI磁芯和传统EE型磁芯中柱开隙磁件的功率损耗进行定性比较分析,结果表明开关电源采用UUI磁芯电子变压器时,变压器本身的功率损耗可以降低20%。     

无磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的研制

为减小磁开关的体积、提高磁脉冲压缩的能量传递效率和频率,分析了基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的工作原理,结合磁开关的工作特性,设计出一种新型的单级磁脉冲压缩拓扑结构,它省去了磁芯复位电路且结构上更加简单、紧凑;并详细介绍了磁脉冲压缩装置的工作原理,通过理论计算给出了此装置关键元件的参数;最后结合理论分析,实验研究了两种特性的磁脉冲压缩装置的不同特性;两种装置可以分别输出幅值为4.8kV、脉冲上升沿0.5μs和幅值为3.6kV、脉冲上升沿10μs的脉冲电压波形;实验结果分析表明:由于磁开关的特性,可使主回路气体开关实现零电流开通,有效减小了气体间隙的损耗,有利于提高气体开关的工作频率。     

电感器交流电感与磁芯等效电阻的数学拟合

利用铁氧体磁芯电感器的集中参数模型,以电感器交流电感和磁芯等效电阻的最小偏差为目标函数,结合最小二乘法,求解出电感器交流电感与频率、磁芯等效电阻与频率的解析表达式。利用拟合出的表达式求解电感器的等效串联电阻和电抗,比较计算结果和实测结果,证实了拟合方法的可行性,说明拟合所得电感器交流电感与频率、磁芯等效电阻与频率间的关系揭示了物理量之间的内在规律。     

UUI新型气隙电感器电感特性分析

通过理论与仿真分析比较了相同尺寸下UUI新型结构磁芯和传统EE结构磁芯电感器的主要电气参数,如感量、磁通密度分布以及直流叠加特性,结果表明UUI电感器较EE型具有感量大、磁芯磁通密度分布更均匀、直流叠加特性较好的优点。     

百ns直线型脉冲变压器模块仿真及初步试验

短脉冲直线型脉冲变压器(LTD)是近年发展的一种新型脉冲功率驱动源新技术,LTD模块化后可方便地串、并联使用。为了紧跟国际上短脉冲LTD技术,进一步拓宽其应用领域,介绍了LTD的基本原理后根据国内脉冲电容器、高频磁芯和绝缘子的技术水平,提出了一种电流上升时间约100ns、电流峰值约100kA的一级LTD模块的技术方案;重点介绍了设计模块的结构及磁芯材料的选取;利用通用电路仿真软件Pspice建立了相应的模拟电路模型,并计算了输出参数;在充电±35kV时对设计方案进行的一路单元初步实验中得到短路电流幅值7kA,上升时间(10%～90%)约86ns,单个回路电感约270nH。实验结果表明,设计方案能达到预期指标。     

智能断路器抗EFT/B干扰滤波器设计

为了提高智能断路器抗电快速瞬变脉冲群(EFT/B)干扰性,依据EFT/B形成和作用机理分析,建立EFT/B干扰源等效电路模型,给出电路状态方程;基于泰勒展开公式,提出了一种Levenberg-Marquardt优化扩展卡尔曼滤波算法,给出了方法的理论推导过程,并通过EFT/B干扰电流互感器系统仿真实验,给出了该方法与扩展卡尔曼滤波(EKF)仿真结果,并分析了跟踪性能和均方根误差.实验结果表明:改进的卡尔曼滤波器(NIEKF)具有更高的估计精确度和稳定性,该方法设计的扩展卡尔曼滤波器可有效提高智能断路器抗电快速瞬变脉冲群干扰能力.     

电动汽车无线充电系统磁芯结构的设计及优化

针对电动汽车无线充电系统耦合系数小、充电效率偏低的问题,提出一种可提高耦合系数的磁芯设计优化方法。根据相关电路和磁路模型,给出了耦合系数与输出功率和效率的关系,推导了单圆形线圈和DD(double-D)形线圈的耦合系数的磁路表达式,为磁芯结构设计及优化提供依据。给出了一种磁芯结构的设计优化流程,并根据流程提出了单圆形线圈的车轮形优化磁芯结构和DD线圈的凹形优化磁芯结构。三维有限元仿真和实验结果表明:在同样的线圈面积下,优化的磁芯结构对耦合系数有10%~30%的提升。采用优化磁芯结构的无线充电系统,与原充电系统对比,充电效率明显提升。     

一种应用于双向DC/DC变换器的新型耦合电感的设计

本文提出的"I王I"形耦合电感器通过增加磁路气隙的数量,使磁路的磁压分布更加均匀,与传统铁心电感器相比显著减小了磁路的电磁损耗、电磁干扰和线圈的涡流损耗,且增大了窗口面积。通过分析耦合电感器的磁通分布,建立磁路模型,给出了耦合电感器的设计方法,并对所提出的耦合电感器进行仿真,结合双向DC/DC变换器的实验验证了"I王I"形耦合电感器结构的可行性。     

基于Ansys Maxwell的气隙边缘效应对电感参数的影响

鉴于气隙对高频磁性元器件的电气参数影响较大,本文建立应用于Boost电路的电感器模型,采用Ansys Maxwell有限元分析,研究了气隙电感气隙长度与布置对电感量与磁场强度分布的影响。结果表明：磁芯中添加合适的气隙,可以降低磁芯的磁密,增强其抗饱和能力,电感量有所下降。通过对比不同开气隙结构的磁芯模型,可以选用中、边柱底部开气隙的磁芯结构进行Boost电感设计,但需结合实际测试进行评估确定。     

微机控制测量系统中数字滤波器设计

在传统数字滤波器算法的基础上,本文论述了微机控制测量系统滤除高频随机干扰时新的数字滤波器的设计思路和设计算法,该数字滤波方法是利用测量误差理论中的肖维勒准则来剔除异常干扰值,用以削弱高频随机干扰尖脉冲。仿真表明,本方法优于传统的去除最大、最小值的平均值方法,是一个较为理想的测量系统滤波方法,有应用和研究价值。     

新型串并联混合有源电力滤波器研究

分析了新型基波磁势自平衡串并联混合有源电力滤波器的结构、工作原理。给出了其中无源滤波器的参数设计新方法,全面考虑了设计要求和约束条件。通过采用在电流型和电压型两种典型谐波源负载下分别进行了接近实用化的实验,给出了实验方法和实验结果。实验结果证明了该有源滤波器原理的正确性,并取得良好的补偿特性。     

基于柔性多层带材3kW全集成EMI滤波器

EMI滤波器是抑制干扰的有效手段之一,全集成EMI滤波器在性能和体积方面均具有明显的优势。基于柔性多层带材,设计了应用于3kW场合的全集成EMI滤波器。文章详细介绍滤波器的集成原理,并提出了集成结构的设计流程和参数的计算方法。实验结果表明,在中、大功率场合,和分立滤波器相比,全集成EMI滤波器性能更好、体积更小。     

基于脉冲信号注入法的配电网单相接地故障定位的研究

提出了一种基于脉冲信号注入法的故障定位方法,该方法不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式以及故障随机因素等影响,且信号注入地点选择灵活、脉冲宽度、周期可调.文章给出了脉冲信号源的软、硬件设计方案,采用C8051F310单片机实现高压脉冲信号发生器,并基于电磁感应原理设计了信号探测器.