基于粒子群算法的LCLC谐振变换器优化设计

LCLC谐振变换器广泛应用在空间行波管放大器(TWTA)中,起到升压的作用。在LCLC谐振变换器中,具有多个谐振参数,即变压器漏感、串联谐振电容、励磁电感以及并联谐振电容。多个谐振参数增加了LCLC谐振变换器总损耗优化的难度。该文提出一种基于粒子群优化算法的LCLC谐振变换器优化设计方法,解决LCLC谐振变换器由于多个谐振参数造成的总损耗优化困难的问题。首先,推导了LCLC谐振变换器的总损耗公式;其次,采用粒子群优化算法,对LCLC谐振变换器的总损耗进行了优化,得到了总损耗最小时的谐振变换器参数;最后,基于优化的LCLC谐振变换器参数,搭建了LCLC谐振变换器,并进行了一系列实验。实验结果证明了该优化设计方法的有效性。     

空间行波管用LCLC谐振变换器的研究

该文研究了LCLC谐振变换器在空间行波管放大器中的应用。基于电路分析的方法,研究了工作于零电压和零电流状态下的LCLC谐振电路的工作原理,并得到了各个工作模式的等效电路;基于该电路的工作原理,推导了该电路的参数;为验证分析的正确性,在PSIM仿真软件中对其进行仿真,并将仿真结果与计算结果进行了对比,仿真结果与分析结果高度一致;最后,设计了输入20 V,输出4600 V,开关频率200 kHz,输出功率280 W,效率高达93.38%的LCLC谐振变换器。仿真结果与实验结果都证实了分析的有效性。     

LCLC谐振变换器谐振电流的研究

由于LCLC谐振变换器能够同时实现开关管的零电压、零电流开通和关断,因此广泛应用于行波管电源中。然而,在实际电路测试中出现的反向谐振电流以及开关管关断时谐振电流不为零的问题,造成LCLC谐振变换器的效率下降。该文从LCLC谐振变换器的工作原理出发,推导了上述两个问题出现的原因,并给出了解决方案。通过软件仿真的方法,给出了用于LCLC谐振变换器的经验数值。最后,通过软件仿真以及实际测试两种方法验证了上述分析。     

基于粒子群算法的移民新村空间优化模型

移民新村空间优化是一种多目标、多维度以及多约束条件的空间优化问题,构造了基于粒子群算法的移民新村空间优化模型。根据粒子群算法原理提出空间优化策略,用最大土地资源面积和预计土地使用年限表示模型中个体粒子点和全局粒子点的定位数据,设定模型参数。模型将移民新村土地资源块状区域划分成7块,通过不断调整粒子点的运动速率,获得个体最优和全局最优的速度和定位数据组成分布规律,依次对应到块状区域内构造虚拟空间规划方案。实验结果显示,该模型提出的优化策略成本低,土地利用率高。     

平面变压器在空间行波管中的应用

平面变压器具有小体积、高功率密度以及热特性好的特点,在低压领域得到了广泛应用。该文研究了将平面变压器应用于行波管电源中,从而达到减小电源体积,提高电源功率密度的目的。结合行波管电源常用的LCLC谐振拓扑,采用部分交错绕组结构设计了一种平面变压器,并进行了电路仿真和实际测试,仿真结果与实测结果一致。采用该平面变压器的LCLC谐振变换器,输入电压为40 V,输出电压为4800 V,输出功率为295 W,开关频率为500 kHz。仿真结果与实验结果均表明,采用平面变压器,可以提高开关频率,缩小电源体积,提高功率密度,从而降低整个行波管放大器的体积和重量。     

基于粒子群算法的3频Wilkinson功分器优化设计

提出一种3频等分Wilkinson功率分配器(WPD)优化设计方法,该3频Wilkinson功率分配器由3节微带线和3个隔离电阻构成,根据理想传输线模型并利用奇偶模分析方法推得出设计方程,采用粒子群算法进行优化设计,有效提高功分器设计效率与准确性.为了验证设计的正确性,采用材料聚四氟乙烯(ε=3.65)作为基板设计出在0～4GHz 3频等分Wilkinson功分器,实验测试结果显示该功分器在所规定的全部频点拥有良好匹配与隔离度,说明粒子群算法在多频功分器设计中良好的应用.     

基于粒子群优化算法的超长距传输系统拉曼放大器特性研究

针对电力通信网络中关键元件拉曼放大器参数难以调整的问题,文中开展了基于粒子群优化算法的放大器特性研究.基于多种方法求解拉曼放大器的功率耦合波方程,得到了拉曼放大器带宽、增益以及信号分布等关键信息.为确定拉曼放大器的最优结构,使用粒子群算法对不同排列的双向系统进行优化分析,筛选出优秀的结构并完成参数优化,从而获得最优的双...     

IIR数字滤波器的粒子群优化设计方法

探讨了IIR（Infinite Impulse Response）数字滤波器的设计,重点研究了IIR数字滤波器设计的粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法及算法框图,总结了粒子群优化算法的实现步骤。这一算法的提出,避免了传统算法的缺点,所设计的滤波器达到了理想的性能。通过实验表明,IIR数字滤波器的粒子群优化算法优于遗传算法。     

均匀搜索粒子群算法

针对基本粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题,本文定义了PSO粒子搜索中心的概念,并对其随机状态下粒子搜索中心在全局最优解与局部最优解之间的概率密度进行了计算,在此基础上提出了粒子搜索中心在两个最优解之间均匀分布的均匀搜索粒子群算法,并通过7个Benchmark函数与基本PSO算法进行了对比实验及算法分析,实验分析结...     

矩形微带天线谐振频率的粒子群神经网络建模

谐振频率是微带天线设计过程中最重要的一个参数,直接决定设计的成败.文章提出一种改进的前向神经网络模型,该模型采用粒子群优化算法进行训练,网络结构可以根据被建模问题的复杂程度进行自适应调整,进而得到泛化能力好的神经网络.通过这种改进的粒子神经网络对矩形微带天线的谐振频率进行建模,得到的结果明显优于该问题已有文献的结果,可见这种粒子群神经网络对此问题的有效性.基于粒子群神经网络的矩形微带天线谐振频率模型可以明显提高微带天线的计算机辅助设计水平.     

基于模块化多电平拓扑的谐振变换器设计

在海洋科学研究和海洋观测领域中,水下系统的供电方式大多是岸基负高压传输到海底接驳设备。海底接驳设备中的功率变换器将岸基电源的数千伏至十几千伏的直流高压转换成低压375 V供海底设备供电。针对变换器高电压输入、宽电压范围输入及输入输出电压变比大的技术难点,提出了模块化多电平的LLC谐振变换器拓扑结构,文中对变换器进行了模型搭建和电路仿真,并完成了一台40 kW工程样机的设计,最后根据仿真和实验结果验证了模块化多电平谐振变换器工作原理的正确性及可行性。     

Optimal Design of Resonant Gate Driver for Buck Converter Based on a New Analytical Loss Model

In this paper, the advantages of a new resonant driver are verified thoroughly by the analytical analysis, simulation and experimental results. A new accurate analytical loss model of the power metal oxide semiconductor field effect transistor driven by a current-source resonant gate driver is developed. Closed-formed analytical equations are derived to investigate the switching characteristics due to the parasitic inductance. The modeling and simulation results prove that compared to a voltage driver, a current-source resonant driver significantly reduces the propagation impact of the common source inductance during the switching transition at high (>1 MHz) switching frequency, which leads to a significant reduction of the switching transition time and the switching loss. Based on the proposed loss model, a general method to optimize the new resonant driver is proposed and employed in the development of a 12 V synchronous buck voltage regulator (VR) prototype at 1 MHz switching frequency. The level-shift circuit and digital implementation of complex programmable logic device (CPLD) are also presented. The analytical modeling matches the simulation results and experimental results well. Through the optimal design, a significant efficiency improvement is achieved. At 1.5 V output, the resonant driver improves the VR efficiency from 82.7% using a conventional driver to 86.6% at 20 A, and from 76.9% using a conventional driver to 83.6% at 30 A. More importantly, compared with other state of the art VR approaches, the new resonant driver is promising from the standpoints of both performance and cost-effectiveness.     

基于FPGA+Si8235控制的LLC谐振变换器设计

为了增加LLC谐振变换器控制灵活性,降低驱动电路的损耗,提出了基于FPGA控制和Si8235驱动的方案;分析了LLC谐振变换器的增益特性;对载波调制隔离驱动芯片Si8235的开通和关断时间进行了测试比较,设计加速关断的优化驱动电路;实验证明,LLC谐振变换器使用FPGA+Si8235组合的控制驱动策略,使电路更加简单,能实现更快的驱动速度,提高控制灵活性和增加性能效率。     

一种针对LLC串联谐振变换器的精确设计方法

本文针对LLC串联谐振变换器提出了一种新颖的基于时域分析的精确分析方法，给出了设计。的准则和流程。LLC串联谐振变换器具有拓扑结构简单，高效率和易高频化的特点，目前得到了广泛的应用。为了优化设计并澄清其设计准则，充分理解该拓扑的直流增益特性以及各参数对效率的影响显得尤为重要。而基于基波近似的传统频域分析方法难于给出准确的结果。本文依照所提出的精确分析设计方法，搭建并测试了一个MHz的LLC串联谐振变换器，其效率达96％。试验结果证实了所提出的时域分析方法和设计准则的有效性。     

LLC谐振变换器的一种宽范围输入设计方法

提出了LLC谐振变换器的一种简化时域增益曲线。在一个开关周期内,将LLC谐振变换器分为两种工作模态,通过建立每个工作模态下的时域状态方程,以及初始条件和边界条件,推导得到LLC谐振变换器的简化时域增益曲线。提出了一种基于简化时域增益曲线的宽范围输入的设计方法,该方法以品质因数Q和电感比h为设计关键要素。最后完成了一台200 W的样机制作,样机在120 V～220 V工作电压范围内均能实现高效率功率变换,实验结果验证了该方法的有效性。     

‪基于LLC的半桥谐振变换器设计

介绍了LLC谐振变换器的基本原理,分析了它的等效电路模型及其关键参数对性能的影响;进而以L6599为控制器设计了一款LLC谐振变换器,并给出了主要设计步骤和实验结果.测试结果表明,设计的LLC谐振变换器工作良好,满足了高效率、低EMI等要求.     

基于CORDIC算法的数字下变频器设计

数字下变频技术的基本功能是将宽带高速数据流信号转变成窄带低速数据流信号,以便DSP实时处理。研究了基于协调旋转数字式计算机(CORDIC)算法的数字下变频设计,这种方法能有效提高信号处理效率,减小硬件设计的代价,并且通过仿真证明该方法的高效性。     

基于遗传算法的最优码本设计

矢量量化是一种极其重要的信号压缩方法,广泛应用于图像信号压缩、语音信号压缩等领域,它的主要问题是码本设计问题,传统的LBG算法及其改进算法只能获得局部最优的码本。本文详细讨论了如何利用遗传算法来获得全局最优的码本,目的应用于说话人识别。本文具体给出了基于遗传算法的最优码本设计算法的实现方法和实验结果。实验表明,本文实现的算法有效。