基于空间映射算法的功率放大器优化设计

采用空间映射算法对功率放大器电路进行快速优化设计,功率放大器的粗模型和细模型分别采用Agilent ADS的等效电路模型和电磁仿真器Momentum模型,通过选择合适的模型输入参数,建立了粗模型和细模型的空间映射关系。之后分别以匹配电路S参数、匹配阻抗、谐波平衡仿真为例,验证了该算法在3次以内的迭代即可使细模型满足设计指标,达到最优输出,展示了空间映射算法在功率放大器优化设计中的实用性和高效性。     

225-450 MHz宽带功放仿真与设计

本文设计了一款工作频段为225-450 MHz,输出功率为200 W的线性高效率功率放大器。设计上基于ADS仿真软件和LDMOS功放管大信号模型,提供了一种线性高功率放大器设计解决方案。首先是利用双音负载牵引得到功放管最佳匹配阻抗点,并基于频段阻抗采用传输线变压器与L型微带线混合匹配相结合方式设计了小型化的宽带匹配网络,最后通过联合仿真优化PCB版图,实现功放工程设计。实测功放输出功率53~55.2 dBm,IMD3为33.1~38.5 dBc,PAE为44.2~62.1%。     

基于最优匹配网络的宽带功率放大器设计

针对宽带功率放大器的需求,以及传统匹配网络只能用于实现窄带设计的现状,在匹配网络研究的基础上,提出了一种可行的、有效的宽带功率放大器匹配网络的设计方法。基于该方法,对最优匹配网络算法进行Matlab建模,并利用ADS软件进行了仿真和优化,实现了1~2.8 GHz宽带功率放大器。对设计的宽带功率放大器进行测试,结果表明,在1~2.8 GHz宽频带范围内,增益为27 dB,平坦度为±1 dB,输入回波损耗小于－10 dB,匹配性能明显优于其他类型的拓扑结构。该方法对于设计宽带功率放大器具有良好的应用价值。     

S频段300W固态功率放大器的设计

本文介绍了S频段300W功率放大器的设计与实现,具有高功率、小型化的优点。对于S频段LDMOS外匹配型功率管,最重要是匹配电路的设计,匹配电路关系着功率管性能的实现,难度较大,而本次设计更需要超频段使用。本文利用仿真软件ADS对匹配电路进行了设计,采用超频段匹配技术,在实际设计过程中进行了优化处理,测试结果表明设计的功率放大器满足指标要求。针对功率放大器设计了监测与控保电路,对功率放大器的状态进行监测,对异常情况进行了保护性设计,实现了功率放大器的健康管理。     

RFID系统驱动级功率放大器的设计与实现

设计了一个工作频段902～928 MHz、输出功率19 dBm、功率增益高达27 dB应用于射频识别(RFID)系统的驱动级功率放大器.运用了仿真优化和实际测试相结合的方法快速、成功地设计了该放大器.对完成匹配后的功率放大器进行仿真优化,得到了满足设计指标要求的匹配参数,再根据这些匹配参数构建实际的功率放大器,并对放大器进行实际测试,测试结果与仿真结果高度一致.实际测试结果表明,运用这种方法设计的功率放大器完全满足设计要求,可以很好地应用在RFID系统中,从而改善系统的性能.     

一种基于GaN的0.5-4GHz高效率宽带功率放大器设计

宽带大功率微波功率放大器在通信发射机的应用越来越多,具有高击穿场强和高功率密度的优点的第三代半导体GaN技术越来越适用于宽带功率放大器的应用。本文基于GaN功率管的大信号仿真模型,采用宽带匹配技术进行功率管的匹配电路设计。通过ADS软件仿真和优化,设计了一款工作在0.5-4GHz宽频带范围的功率放大器。仿真结果显示,在0.5-4GHz内,功率附加效率(Power added efficiency, PAE)超过60%,增益大于11dB,增益平坦度为±1.5dB,且端口驻波性能良好,满足了发射机系统的要求。     

基于阶梯阻抗匹配网络的连续逆F类功率放大器

为了满足移动通信系统中功率放大器宽频带和高效率的需求，采用阶梯阻抗网络实现宽带匹配电路，设计了一款高效率连续逆F类功率放大器。选用CGH40010F GaN HEMT晶体管，通过对连续逆F类功率放大器的理论分析，并且结合ADS负载牵引与源牵引仿真，提取各频点的最佳负载阻抗和源阻抗，设计阶梯阻抗匹配电路，最终实现了一款宽带高效率功率放大器。测试结果表明，该功率放大器在3.2～3.8 GHz频段内，增益大于14 dB,增益平坦度小于±0.4 dB,饱和输出功率为40.6～40.9 dBm,最大漏极效率为64%～68%。该功率放大器的测试性能良好，可以为宽频带高效率功率放大器的设计提供参考。     

汽车防撞雷达系统功率放大器仿真设计

设计了用于汽车防撞雷达的功率放大器,为了消除在K波段的寄生效应的影响,设计了直流偏置、输入输出匹配网络、耦合隔直和电源滤波的微带网络。通过ADS仿真,得到了噪声系数为2.33,最大输出功率为18.5 dBm,增益为8.5 dB的功率放大器。文中设计的功率放大器适用于FMCW雷达系统。     

基于GaN工艺的3.3～3.6 GHz Doherty功率放大器MMIC设计北大核心

基于GaN工艺设计了一款饱和输出功率为44 dBm、功率回退为9 dB的非对称Doherty功率放大器。为了提高增益，在Doherty功率放大器前方增加驱动级。通过对主放大器的输出匹配电路进行阻抗匹配优化设计，去掉λ/4阻抗变换线；辅助功放输出阻抗采用RC网络等效代替，控制输出匹配电路相位为0°,确保关断时为高阻状态；合路点的最佳阻抗直接选取50Ω,从而去掉λ/4阻抗变换线。芯片仿真结果表明，在3.3～3.6 GHz时，Doherty功率放大器的饱和输出功率达到44 dBm以上，功率增益达到25 dB以上，功率附加效率(PAE)达到50%以上；功率回退为9 dB时，PAE达到34.7%以上。Doherty功率放大器的版图尺寸为3.4 mm*3.3 mm,驱动级功率放大器的版图尺寸为1.5 mm*1.7 mm。     

基于ADS的功率放大器设计与仿真

为了使射频功率放大器输出一定的功率给负载,采用一种负载牵引和源牵引相结合的方法进行功率放大器的设计。通过ADS软件对其稳定性、输入/输出匹配、输出功率进行仿真,并给出清晰的设计步骤。最后结合设计方法给出一个中心频率为2.6GHz、输出功率为6.5W的功率放大器的设计及优化实例和仿真结果。仿真结果表明,这种方法是可行的,满足设计的要求,并且对功放的设计有着重要的参考价值。     

低压电力线信道建模与蒙特卡洛模拟

在分析均匀传输线信道特性的基础上,引入二端口网络理论,分析低压电力线带负载信道的传输特性。采用二端口网络理论的T参数传输矩阵建立了低压电力线信道传输模型,然后利用蒙特卡洛方法建立仿真模型。模型从不同负载特性、不同接入或撤出负载变化量、不同传输信号频率对信号的影响分别进行了仿真和分析。仿真结果表明,采用二端口网络理论建立起的信道模型是可行的;采用蒙特卡洛数值模拟方法模拟低压电力线带负载信道是除了实际测试信道之外又一个可以借鉴的方法。     

柴油发电机组-脉冲负载系统运行行为仿真

柴油发电机组-整流器供电系统是重要的移动装备电源形式,可作为重要工程的备用电源,也可作为直流微电网的重要支撑电源。脉冲负载集成了大量电力电子器件,是一类功率波动明显且切换频繁的负载形式,以含大功率收发组件的数字式雷达为代表。在脉冲负载工作过程中,线路中电流与电压呈强烈非线性,系统动态过程复杂,难以运用解析方法表示柴油发电机组内部的机电过渡过程与电磁暂态。文中建立了基于Matlab/ Simulink 的系统模型,分析了脉冲负载在不同工作模式时,柴油发电机组输出电压与频率的瞬态和稳态指标,结果表明:该模型能够较真实地反映柴油发电机组-整流器-脉冲负载系统的运行行为。     

一种新型脉冲负载对电网运行的影响规律

雷达中含有大量的电力电子元件,供电系统结构复杂。文中以现有雷达负载模型为基础,考虑了雷达负载中的降压部分,提出一种将相控阵雷达结构简化为整流降压变换器、直流开关、脉冲负载三个模块的新型脉冲负载结构及模拟方法;推导了新型脉冲负载的数学模型;通过仿真分析了脉冲负载参数占空比D、峰值功率PL、周期TS变化对电网运行规律的影响;通过搭建实验平台验证了仿真分析的正确性。     

基于Elman神经网络的电力负荷预测模型研究

为提高电力负荷预测精度,文章采用Elman神经网络建立模型,提出了一种基于Elman神经网络的电力负荷预测方法,采用自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法进行网络训练,对乌鲁木齐电网的实际历史数据进行了仿真,仿真结果表明,Elman神经网络对电力负荷进行预测具有收敛速度快,预测精度高的优点。     

船舶电力系统断电预防控制的研究

针对船舶电力系统的短路,接地故障、过载、有功或无功负载共享等系统故障引起的全网断电问题,利用一种新的基于观测器的快速减负荷系统,设计了一种负载转矩限制控制器。利用船舶推进器模型建立被控对象的数学模型;引入全波傅式测频算法,并实时的测得电网的频率;最后针对船舶推进器转矩控制进行仿真和分析。仿真结果显示,当观测器测得的频率低于某一限定的频率时,负载转矩限制控制器快速的减少推进器的转矩。     

基于OpenCV的电力负荷预测

针对电力负荷预测影响因素多,传统预测方法精度不高,本文分析电力负荷预测影响因素,建立基于支持向量机的电力负荷预测模型。通过OpenCV实验,仿真结果表明本文对电力负荷预测具有较高的预测精度和较快的训练速度。     

面向智能电网峰值负荷降低的用电数据分析

随着用电负荷需求不断增加所引发的峰值负荷过载问题,文中建立了智能家居(SH)和智能电网(SG)服务器之间数据通信模型,给出了配电网负荷需求管理的总体条件,并提出了一种面向智能电网(SG)的负荷数据分析DR管理方法,通过对用户的SH收集用电数据进行分析,设计了峰值负荷情况下的DR决策,分别从用户、电力公司和瞬时负荷变化三个角度设计了不同的峰值负荷降低算法。仿真结果表明,所提出的方法在很大程度上有效地降低了配电网的峰值负荷。     

用于脉冲负载的光伏-混合储能系统

数字式雷达属于一种典型的脉冲负载,其具体特点表现为周期性的功率突增突减。光伏设备中的蓄电池由于充放电速率较慢,对于脉冲负载频繁的功率突变往往无法快速响应;而超级电容凭借其比功率大、充放电速度快的特点可以对尖峰功率做出快速补偿。基于此,文中提出利用混合储能的方法来解决脉冲负载供电中存在的问题。在Matlab/ Simulink软件中搭建脉冲负载和光储系统的仿真模型,对比分析了蓄电池对脉冲负载单独储能和混合储能时系统运行参数。仿真结果表明:混合储能方案能有效且稳定地供电。     

基于PSO多目标搜索算法的充电控制策略研究

针对无序充电对电网造成的"峰上加峰"、网损和电能质量问题,根据纯电动公交充换电站特殊的运营模式,以充电站充电时段的各时刻充电功率为控制对象,建立多目标控制策略模型,并采用PSO多目标搜索算法对模型进行优化求解。以某区域电网日负荷曲线为案例进行仿真分析,对比多目标优化与单目标优化条件下的负荷峰谷差变化、网损变化、谐波含量变化。仿真结果表明:该多目标优化策略在降低电网峰谷差、网损方面效果更好,且降低了中午用电高峰时段的谐波含量。     

基于Matlab的三相桥式全控整流电路的仿真研究

三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有非常重要的作用。这里在研究全控整流电路理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,对输出电压、控制角、故障现象以及负载特性进行了动态仿真与研究。仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子教学及实验提供了一种较好的辅助工具。