Rosen型压电陶瓷变压器的电路特性分析

Rosen型压电陶瓷变压器是利用压电陶瓷材料的压电效应实现机电能量转换的固体电子变压器,其特性不仅与自身的尺寸、所选取的陶瓷材料相关,还与其所连接的输入输出阻抗有关;因此对其进行电路特性分析,不仅有利于使用时提高其工作可靠性,而且有利于进一步分析其电学性能.从等效电路角度切入,得到Rosen型压电陶瓷变压器的输入阻抗、...     

基于频率特性的Rosen压电变压器参数的仿真测量和分析

Rosen型压电变压器在便携式高压应用方面有其独特的优点.压电变压器的模型参数是仿真分析压电变压器电气特性的重要参数.通常,这些模型参数的获得需要借助价格昂贵的阻抗分析仪.论文基于实测压电变压器电压增益-频率响应特性,提出了一种实用的压电变压器模型参数的求解方法.首先通过实验测量压电变压器的电压增益-频率响应特性,并将...     

降压型压电陶瓷变压器功率传输模型及其变换器撕裂分析法

压电陶瓷变压器(piezoelectric-transformer, PT)是通过机械振动传输电能。该文研究PT的模型和分析法。提出PT的功率传输模型,结合PT的效率公式和频率方程给出确定PT内部参数的方法。基于功率传输模型,提出PT变换器的撕裂分析法,即可将PT变换器分解成2个级联电路。研制一台输出功率为50 W的样机,验证该文的主要结论。理论分析结果与仿真、实验结果相符,最大误差小于6%。该文所提出的功率传输模型和撕裂分析方法为研究PT变换器提供了实用分析方法。     

压电陶瓷变压器

重点介绍压电陶瓷变压器的发展、结构、基本原理、基本特性和应用实例。阐明压电陶瓷变压器最终将取代传统绕线式变压器的必然发展趋势。     

压电陶瓷驱动器动态驱动电源设计

针对大位移压电陶瓷驱动器的特点,设计了一种可动态应用的驱动电源,并给出了详细的电路原理图.对驱动电源的性能试验表明,在输入为正弦波、三角波和方波等动态信号时,该驱动电源可以很好的跟随输入信号的变化,显示出优异的动态性能.对压电陶瓷驱动器的驱动试验表明,该驱动电源具有较强的带负载能力,可满足大位移压电陶瓷驱动器的动态驱动...     

级联H桥型电力电子变压器平均值模型

针对电力电子变压器仿真效率较低和死区效应越来越显著的问题,基于级联H桥型双有源桥结构电力电子变压器,提出一种考虑死区效应的平均值模型。首先,计及寄生参数将双有源桥单元简化为一阶RL电路,分析各个死区工况下电压电流特性,求解电流的平均化解析表达式,通过等效电流源代替全桥及高频变压器实现对双有源桥单元的平均值建模。其次,基于状态空间平均法,通过占空比将H桥整流单元各工况整合为一个统一的模型,进而使用受控源代替H桥整流单元与交流电网、双有源桥的接口电路。最后,建立输入侧串联输出侧并联型的级联H桥型电力电子变压器平均值模型并给出计算流程。在PSCAD/EMTDC仿真软件上分别搭建电力电子变压器详细模型与平均值模型,仿真结果表明所提出的模型具有较高的精度和运行效率。     

直流偏磁条件下变压器的建模及励磁特性研究

为研究偏磁现象对变压器的影响,提出了一种直流偏磁条件下的变压器建模方法,该方法首先基于JA磁化理论建立铁芯的动态磁化曲线,然后从变压器电磁关系出发,利用统一电磁等值电路UMEC模型推导出自感和互感构成的变压器方程,两者结合建立了适用于直流偏磁工况下的变压器仿真模型。利用该模型分析了不同直流偏磁情况下,变压器空载时的铁芯磁化特性、励磁电流及各次谐波变化。结果表明,该模型能够反映直流偏磁时变压器铁芯的磁滞特性和磁导的非线性,较为精确地仿真出铁芯饱和情况及励磁电流幅值和波形畸变情况,为研究变压器偏磁时的励磁特性提供了有效的手段。     

电力电子电路中变压器的等效模型分析

提出了电力电子电路中变压器的完整集中参数模型,并做了简化,得出中频变压器的等效模型,即时间响应特性等效模型.分析了模型相关参数的计算方法,并给出了在实际电路分析中选用不同模型的原则.试制了样机和实验平台,通过实验证明了变压器时间响应特性等效模型的正确性.     

普通半桥与串联谐振半桥中变压器的对比分析

通过对普通半桥电路模型与串联谐振半桥电路模型的对比分析,得出两种电路中变压器的工作特点。详细讨论了确定这两种电路中变压器的初级电压、初级匝数和匝比等关键参数的方法。分析了串联谐振半桥电路中采用桥式倍压电路不倍压的原因。     

高压低纹波纳米驱动器

针对压电陶瓷进行了纳米级驱动技术的研究,优化了传统的直流放大式驱动技术的系统特性。深度分析了以压电陶瓷为驱动元件的纳米级微位移驱动技术的特性,实现了以下两方面的突破:在设计基于压电陶瓷元件实现纳米精度定位的研究中,设计出了数控压电陶瓷驱动器;深入研究了压电陶瓷容性元件特性后设计出电压恒流源式驱动电路,同时在电路中引入负反馈,稳定了驱动器的输出。通过大量实验证明,该设计很好地解决了压电陶瓷驱动高精度、快响应的难点,具有很高的实用价值。     

一种基于散射参数的电压互感器二端口高频电路模型

为了计算气体绝缘变电站(GIS)内由特快速暂态过电压(VFTO)对二次设备产生的传导干扰,必须建立电压互感器和电流互感器(PT/CT)的高频模型。为此,该文提出了基于散射参数的互感器二端口高频电路模型建立的新方法。该方法首先将测量得到的互感器的散射参数转化为导纳参数并构建互感器的p形等值电路;然后,应用矢量匹配法对p形等值电路的导纳参数进行有理函数逼近获得它们部分分式和形式的频域表达式;最后采用电路综合方法构建出导纳元件的等值电路。时域仿真和实测结果的比较验证了该方法的可行性和有效性。该方法具有简单、有效和通用的特点,克服了以前建模方法的不足,所建立的模型可以使GIS内的传导干扰计算更为准确。     

电压互感器的高频无源电路模型

提出了一种获得微观无源的PT高频模型方法,该方法首先利用矢量拟合获得Foster形式的网络函数稳定的表达式,然后利用起作用集方法求解带约束条件的二次规划获得满足无源的Foster形式的网络函数,最后综合获得微观无源的电路模型。根据无源修正前后网络函数的对比验证了本文所提方法的有效性。     

基于黑盒子方法的GIS内电压互感器高频电路模型的建立

为了研究气体绝缘变电站内的开关操作产生的陡波前过电压(VFTO)通过互感器对二次设备的影响,需要建立它们的高频电路模型。笔者提出了一种基于黑盒子方法的电压互感器(PT)高频电路模型的建立方法。该方法在应用矢量匹配法逼近PT导纳参数矩阵Y(s)的基础上建立了其π型等效电路,然后运用福斯特型RLC电路综合方法实现了该电路模型。为了保证电路模型仿真时的稳定性,对Y(s)的实部进行了无源性修正。由于该方法保证了所建模型的宏观无源性,所以建立的电路模型可以进行稳定、准确的数值仿真。对一个实际PT的测量和仿真计算验证了该方法的有效性。     

气体绝缘变电站内PT的特快速暂态仿真建模

为了计算气体绝缘变电站(简称GIS)内由开关操作等对二次设备产生的传导干扰，必须建立电压互感器(简称PT)、电流互感器(简称CT)的高频模型(≥10MHz)。为此，提出了建立PT高频电路模型的新方法。首先根据互感器输入、输出端口之间的实测频率响应，用矢量匹配法(Vectoi Fitting Method)采用有理函数拟合其频域传递函数；然后根据实际需要，对该传递函数进行降阶处理；最后，应用一种特定的RLC电路综合方法建立了该PT的电路模型。该方法具有简单、有效和通用的特点，对于任何形式、任何电压等级的互感器均可使用。     

场终止型绝缘栅双极型晶体管的开关瞬态模型

新一代场终止型（field stop,FS）绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）的仿真模型目前都是采用传统穿通型（punch through,PT）IGBT的建模方法,由于FS结构与PT结构在厚度、掺杂浓度等方面都存在很大的不同,不可避免的会存在较大的偏差。在对已有PT模型进行理论分析和公式推导的基础上,根据FS型IGBT的结构特点和工作机制,在场终止层内采用了大注入的假设条件,同时考虑基区内载流子的复合作用,提出了一种改进的FS型开关瞬态模型。通过2种模型仿真波形与实测波形的比较,验证了该模型具有更高的准确性。     

一种新型消除PT二次回路压降的装置与应用

电压互感器(PT)二次回路压降是导致电力企业漏计电量的主要原因之一。不同于现有的解决方案,文中基于电压跟随器原理,提出采用电压跟随器模块与精密电阻模块同时工作于PT二次回路的方法生产一种新型装置消除PT二次回路压降。通过提出的方法与装置,选择与电能表阻抗匹配的精密电阻模块并联接入PT出口端,电压跟随器模块串联接入电能表端,其结果等同于电能表直接接在PT出口端形成PT二次计量回路,准确消除了PT二次回路从PT出口端至电能表端的回路压降。实际应用现场的测试数据分析表明,该方法与装置有效解决了PT二次回路压降问题,装置运行稳定可靠,具备很高的推广价值。     

基于微分进化算法的电路模型匹配技术

根据电路模型单元库实现装备数学模型和物理模型的映射匹配,是基于模型的装备快速测试中的一项关键技术.电路模型匹配技术是进行基于装备物理模型进行故障诊断的基础.对模拟电路中的基本数学模型单元和物理模型单元进行了总结,建立了相应的模型库,针对装备中最基本的单元——可观测的模拟电路系统,提出了利用微分进化算法进行模拟电路模型匹...     

组合功率开关半导体模型及其参数敏感性分析

功率半导体模型是电路和系统仿真的重要部分。本文在回顾一般功率器件模型基础上，详细研究了在通用电路仿真器ＰＳｐｉｃｅ中怎样运用组合模型原理建立任一新的功率半导体模型。作为应用组合模型原理的实例，文中给出了组合绝缘门根晶体管模型、组合门极可关断晶闸管模型和组合ＭＯＳＦＥＴ控制晶闸管模型，并和实际器件进行比较。最后讨论了组合模型的有效性。     

PT二次电压回路故障对继电保护的影响及对策

PT二次电压回路对变电站二次系统的正常运行起着重要作用,PT二次电压回路故障会引起继电保护装置的误动作或拒动。引用实例分析了PT二次电压回路故障对继电保护的影响,总结了PT二次电压回路故障产生的原因及危害,并提出了相应的对策。保证电网的安全稳定运行。     

Electronic model of a Ferroelectric Field Effect transistor

Abstract

A pair of electronic models has been developed of a Ferroelectric Field Effect transistor. These models can be used in standard electrical circuit simulation programs to simulate the main characteristics of the FFET. The models use the Schmitt trigger circuit as a basis for their design. One model uses bipolar junction transistors and one uses MOSFET's. Each model has the main characteristics of the FFET, which are the current hysterisis with different gate voltages and decay of the drain current when the gate voltage is off. The drain current from each model has similar values to an actual FFET that was measured experimentally. The input and output resistance in the models are also similar to that of the FFET. The models are valid for all frequencies below RF levels. Each model can be used to design circuits using FFET's with standard electrical simulation packages. These circuits can be used in designing non-volatile memory circuits and logic circuits and are compatible with all SPICE based circuit analysis programs. The models consist of only standard electrical components, such as BJT's, MOSFET's, diodes, resistors, and capacitors. Each model is compared to the experimental data measured from an actual FFET.