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IGBT在关断过程中所发生的动态雪崩现象是导致其失效的重要原因之一。为研究IGBT动态雪崩失效机理,利用Silvaco软件对其进行仿真分析。通过对动态雪崩击穿机制、电流密度分布和温度分布的仿真分析,得出动态雪崩可以产生移动的电流丝和移动十分缓慢或固定不动的“死丝”。引起器件失效的是动态雪崩形成的死丝,死丝会导致IGBT内局部温度的急剧增加,最终因局部温度过高烧毁器件导致IGBT的失效。在此基础上分...
部分元等效电路理论在无线电能传输系统中的应用研究
无线电能传输 部分元等效电路 有限元 线圈参数
2023/11/30
磁耦合谐振式无线电能传输技术凭借其传输距离远、传输效率高等优势逐渐成为了无线电能传输方面研究的热点,而磁耦合谐振系统的设计和优化依赖于准确的参数计算和系统性能计算。针对这一问题提出采用部分元等效电路PEEC(partial element equivalent circuit)法进行计算。首先介绍了PEEC的基本理论以及部分参数的计算方法,然后建立耦合线圈的部分元等效电路模型,对平面矩形螺旋线圈的...
野外陆战环境下无人平台进行无线充电时,发射端和接收端耦合线圈的偏移和偏转会导致耦合线圈互感变化较大,为了解决这一问题,需要对无人平台无线充电时使用的耦合线圈进行特殊的结构设计。首先分析野外陆战环境下无线充电的战技指标,为实现螺线管SP(solenoid pad)型线圈和DD(double-D)型线圈的优势互补,设计满足野外陆战环境无线充电的高适应性的耦合线圈,提出了一种SP-DDP双层组合线圈(d...
针对负载和耦合系数均有可能大范围变化的实际工况,提出一种新型的基于铁磁谐振的非线性无线电能传输拓扑结构。首先,使用杜芬方程和相量分析法对工作原理进行定性分析;其次,使用有限元电路仿真软件对上述原理进行数值验证计算;最后,搭建了功率可达566 W、效率可达93.5%的非线性拓扑无线电能传输系统原型。实验结果表明,在次级稳压输出200 V的条件下,提出的非线性LCC-LCC拓扑能够适应耦合系数从0.1...
SS型PT对称磁耦合无线电能传输系统特性分析
无线电能传输 磁耦合 宇称时间对称 特性分析
2023/11/30
为深入分析PT对称系统的电路特性,给实际系统设计提供理论准则,基于电路理论,从系统的工作原理出发对系统进行建模,证实了PT对称系统的工作机制实质为实本征态机制,并给出了系统结构以及运行模式和系统参数之间的数学关系,为实际系统的设计提供了参数准则。在此基础上,对比分析了不同实本征态的阻抗特性及能效特性,为实际系统的工作模式选取提供了理论依据。
3FSK能量调制式无线功率与信息同步传输技术
无线功率与信息同步传输 LCC 3FSK 谐振
2023/11/30
针对无线功率与信息同步传输SWPIT(simultaneous wireless power and information transfer)技术中出现的共享通道传输可用谐振频率少,无法保证载波传输效率的问题,提出了一种基于双LCC电路实现3FSK调制的三频谐振的SWPIT技术。相较于传统的2FSK调制电路,所提电路优势在于:采用三谐振频带,系统载波均使用谐振频率,避免了对系统谐振频率的利用率低...
基于磁耦合谐振式海下无线电能与信息共享耦合线圈分时传输方法
磁耦合谐振式无线电能传输 频移键控 共享通道 分时传输
2023/11/30
磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传输。在一个开关周期中,电能在前半个开关周期传输,数据在后半个开关周期传送。数据通过频移键控FSK(frequency-shift keying)调制方法进行调制,功率传输的频率设置为...
基于分时工作原理,提出了一种空间占用率低、控制简单的主从MA(main-auxiliary)协同式接收线圈,可以有效提高动态无线充电DWC(dynamic wireless charging)系统的抗错位能力。首先,设计了MA线圈的结构和电路拓扑,两个从线圈(A线圈)反向串联,对称分布在主线圈(M线圈)的两侧。其次,基于分时工作原理计算了MA线圈在侧移方向(y方向)上的输出性能,A线圈仅在发生侧移...
磁耦合谐振式无线电能传输系统变电容调谐控制方法研究
磁耦合谐振式 无线电能传输 系统失谐 变电容调谐
2023/11/30
在实际应用中,无线电能传输系统两耦合线圈之间的相对位置变化会使系统参数发生改变,导致系统处于失谐状态,电能传输效率降低。针对系统失谐问题,提出了一种变电容调谐控制策略,通过控制电容的充放电时间使该电容等效为一个可变电容,调制等效电容值与线圈感抗满足谐振条件,从而使系统始终处于谐振状态,可使系统发射端线圈和接收端线圈之间的传输效率达到最高。建立仿真模型,搭建基于串联-串联型谐振补偿拓扑结构的磁耦合谐...
同轴旋转型MC-WPT系统电能与信号并行传输方法
无线电能传输 电能与信号 并行传输 同轴旋转型
2023/11/30
针对同轴旋转型MC-WPT系统,提出一种基于同轴环形六绕组耦合机构的电能与信号并行传输方法。首先,建立六绕组耦合机构数学模型,给出电能与信号传输通道间的交叉耦合参数表达式。其次,结合有限元仿真,分析各绕组相对位置关系与电能与信号通道交叉耦合之间的关系,并在此基础上给出通道间实现解耦的条件。随后,分析并设计系统电能传输部分的补偿网络参数与特性,给出信号传输部分的信号发射与接收电路结构。
基于线性自抗扰控制的无线电能恒压无通信传输方法
无线电能传输 恒压 高效传输 线性自抗扰控制
2023/11/30
针对负载动态变化易导致磁耦合无线电能传输系统传输效率低、输出电压波动大的问题,提出一种基于线性自抗扰控制的无线电能恒压无通信传输方法。该方法在系统的输入端采用锁相环跟踪谐振频率,并采用扰动观察法实现最小输入功率跟踪;同时,在输出端采用基于线性自抗扰控制的移相半控整流电路控制策略,使系统工作于恒定电压输出、高效传输的状态,且系统输入端与输出端之间无需通信。仿真结果表明,当负载和参考电压发生变化时,系...
基于ADRC的LCC-S谐振型无线充电副边闭环控制研究
无线充电 LCC-S谐振网络 闭环控制 自抗扰控制
2023/11/30
针对磁耦合谐振式LCC-S无线充电系统工作过程中易受外界或自身参数扰动的影响导致输出电流、电压偏离目标值的问题,以及如何快速准确地对扰动情况做出反应,提出一种基于自抗扰控制ADRC(active disturbance rejection control)的副边恒流恒压二段式闭环控制方法。首先,通过电路分析研究了LCC-S型谐振网络的输出特性与系统参数的关系;其次,为实现闭环精准调控系统输出,建立...
水下无线电能传输系统数据采集与信息处理方法研究
无线电能传输 水下数据采集 水下无线电能传输 传输效率
2023/11/30
针对水下无线电能传输系统的数据采集与信息处理开展了系统研究。对于水下的无线电能传输系统,考虑到了复杂多变的水下环境对电能和信息传输产生一定程度的影响。海洋环境会受到温度、压力等一些环境因素的扰动,因此水下电能传输的介质具有不确定性,会对电能发送端和电能接收端的电磁场耦合产生影响,影响到水下无线电能传输的稳定性,导致海水中的无线电能传输系统的传输功率和传输效率发生改变。为此需要对水下的海洋环境信息进...
一种频率和功率可调的固态微波功率源
无线能量传输 微波功率源 功率检测 反馈调节
2023/11/30
现有大功率无线能量传输系统多采用磁控管作为射频源,虽输出功率高,但带宽较窄且质量重,不利于系统集成,为此设计了一套功率和频率可调的固态微波功率源。该微波功率源采用具有宽带特性的放大器件和反馈调节方式,获得了较宽的带宽和输出功率动态范围。系统集成在28 cm×19 cm×10 cm的机箱中,具有体积小、可靠性高、散热性能良好和重量轻等优点,在无线能量传输/环境射频能量收集(模拟环境中射频能量产生设备...