开关电源汇流排的场路耦合仿真分析及优化

根据开关电源工作原理,建立汇流排的外电路模型,并与汇流排模型进行场路耦合仿真,用有限元仿真的方法,得到汇流排在实际激励条件下的电流密度分布和欧姆损耗分布。分析汇流排工作时欧姆损耗集中的区域,在此基础上对汇流排的结构进行优化,从而达到减小汇流排的电流密度和欧姆损耗的目的。     

变压器励磁涌流场路耦合数字仿真

变压器励磁涌流的准确计算是一个十分困难的问题，提出用非线性时步有限元法来模拟变压器励磁充的动态过程，采用的数字模型将非线性时变电磁场有限元方程与电压源下的电路微分方程耦合在一起，并考虑铁心的磁饱和与磁滞特性，仿真结果与实验曲线基本吻合。     

电子学系统强电磁脉冲干扰场路结合仿真

对设备机箱内部某串口电路受外界强电磁脉冲干扰所引起的信号完整性问题进行了研究,基于场路结合的仿真分析方法,从空间电磁耦合现象和电路信号干扰效应这两个方面对强电磁脉冲干扰进行了完整的系统分析,发现电磁干扰可导致内部电路出现逻辑电平翻转等扰乱效果,并提出了有效避免电磁干扰的措施。     

基于三维场路耦合方法的超导变压器绕组漏磁场和电流分布研究

超导带材的零电阻特性使得绕组限制环流的能力大大降低。此文利用有限元仿真软件,采用三维场路耦合方法,在330k VA高温超导变压器低压侧绕组间气隙采用4种不同排列方式的情况下,分别分析了绕组漏磁场和电流分布。研究表明,两端的双饼绕组漏磁场和电流高于其它双饼绕组;采用ISOB气隙方式排列的中部双饼绕组电流低于平均额定电流而采用IBOS气隙方式排列的中部双饼绕组电流高于平均额定电流;在4种排列方式中,采用ISOB气隙方式排列可以降低电流分布的不均匀程度,而采用IBOS气隙方式排列可以降低漏磁场的大小。研究综合表明,采用双饼绕组气隙由中间以定值向两边递增的排列方式不仅可以减小环流,而且可以改善磁场分布。     

非线性耦合标量场方程的精确解

在非线性耦合标量场方程已有精确解基础上，利用适当的函数变换方法，再次获得几种精确解，从而新旧结果一起构成耦合标量场方程的8种精确解，其中有6种孤子解，另外两种为三角函数形式的周期解.讨论了这些结果在物理学其他几个著名方程上的应用. 关键词：     

全同轴型Marx发生器的研制与场路协同仿真

针对Marx发生器小型化的应用需求和快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程的实际情况,开展了全同轴结构Marx发生器的研制和场路协同仿真。Marx发生器采用基于环形电容器、环形开关、锥形隔离电感、轴心单边充电的全同轴结构方案,避免结构偏心带来的局部场增强效应。在CST软件中建立了Marx发生器实际结构模型,利用时变材料和场路协同仿真功能实现了充放电过程的动态仿真,仿真结果显示出快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程。据此可以对绝缘设计进行优化,并分析结构参数对输出脉冲的影响。研制的5级Marx发生器体积小于0.015 m³,可在10 μs内充电至88 kV,对40 Ω传输线输出峰值电压210 kV的高压脉冲,峰值功率约1.1 GW,脉冲前沿5.3 ns,半高宽11.2 ns。     

非线性激光场中量子噪声之间的耦合效应

用二维气体激光模型对量子噪声的实部和虚部存在耦合的激光场进行了理论分析，通过福克－普朗克方程导出了定态激光光场强度和位相的分布函数，算出了定态激光强度和位相的平均值，方差和偏斜度，与量子噪声的两个分量为独立随机变量的激光场相比，噪声间的耦合极大地改变了激光场强度和位相的涨落，并引起了激光场强度与位相之间的耦合。     

噪声之间的正负耦合对激光场的影响

从理论上对加性噪声和倍增噪声之间有耦合作用的一维激光模型进行了分析，发现耦合的性质对激光场涨落影响较大，噪声之间的正耦合会延缓强度相关函数的衰减，增强激光系统的统计涨落。噪声之间的负耦合能抑制激光系统的统计涨落，提高激光场的相干性，使激光系统由随机过程向确定过程过渡。     

双驱动电动换能器电磁场和声-结构耦合场分析

电动换能器的设计涉及电磁场和声-结构耦合问题,本文利用COMSOL多物理场分析软件提供的该两种分析模块进行组合,以电磁理论为基础推导出了适合COMSOL数值计算的公式,把两种耦合场的分析结合起来,利用电磁场分析过程计算所需要变量,代入声-结构耦合场进行分析,得到声场分布情况。文章也大致介绍了COMSOL的有限元建模和该两种模块的使用方法。本文对电动换能器结构如何优化不做讨论。     

电磁能量选择表面的场路协同仿真与实验研究

为研究能量选择表面的防护性能,采用PIN二极管Spice模型,通过时域的场路协同仿真得到了能量选择表面(ESS)的瞬态响应波形。对影响插入损耗和防护效能的参数进行研究,优化结构参数,减小了尖峰泄漏。研究表明,双层ESS较单层ESS能够有效防护反向脉冲,同时增加单元金属条的长度能够减小脉冲尖峰泄露。通过强电磁脉冲辐照实验,验证了ESS小信号传输与强电磁脉冲防护的自适应防护能力,为强电磁脉冲的防护提供了可靠的方法。     

开关电源设计中应注意的问题及解决方法

本文针对开关电源设计中应注意的几个问题进行了分析和阐述，并提出了相应的解决方法。     

开关电源中IGBT模块散热分析

基于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块的实际结构,建立了开关电源IGBT模块有限元等效热分析模型和双热阻模型。在开关电源实际工作情况下进行温度测量实验,结合实际运行时的电压电流曲线,给出模块的总损耗。仿真拟合出热特性主要参数瞬态热阻,与厂商数据手册提供的实测热阻曲线进行对比,两者曲线基本一致,验证了有限元热分析等效模型合理。分别将有限元等效模型与双热阻模型进行稳态热仿真,与实验对比分析,得到实际工况下IGBT模块温度场分布及芯片结温。分析双热阻模型的优缺点,并提出了改进方案。     

半桥零电流准谐振CO2激光器开关电源数学模型的构建

分析了半桥零电流(ZCS)准谐振CO2激光器电源的工作原理和电路结构，构建了其数学模型。采用编写的MATLAB程序对所建模型进行了仿真，验证了该数学模型的合理性。该数学模型为半桥ZCS准谐振激光器电源的参数设计提供了依据，具有一定的实用价值。     

激光电源脉冲功率切换电路仿真分析

激光电源脉冲功率切换电路稳定工作是电源可靠性的保证。电路参数选取直接影响晶闸管、二极管的工况,而晶闸管的良好工况是保证切换激光电源长期可靠运行的基本条件。基于PSCAD软件建立切换电路的仿真模型,重点仿真分析了阻容电路参数配置、限流电阻、并联晶闸管触发同步性对晶闸管和二极管的影响。仿真结果表明,电流上升率过大是晶闸管门极损坏的原因,关断支路中的反向过压是二极管损坏的原因。并针对实际电路,提出晶闸管二极管保护的优化配置方案。     

合肥光源小功率直流磁铁电源的研究

电子加速器通过对电磁场精细调整使得电子束按理想轨道运行,要求励磁电源电流精度高、稳定度高、纹波小、抗干扰能力强。介绍了合肥光源小功率直流磁铁电源系统结构和控制器系统及控制算法,并进行了仿真和实验研究。实验测得,在负载电感1 mH、等效串联电阻0.049 ,输出电流25 A下电流纹波率2.12,40 min电流稳定度6.6,电流分辨率0.01。这表明：所设计的主电路和控制器系统适用于小功率直流磁铁电源的实验研究。     

一种软启停正负双直流电源的设计

变形镜驱动器正负电源加电或者断电不同步,导致其在加电瞬间或者断电瞬间,输出端会输出一个-38.0V和86.0V的冲击电压,这个冲击电压使得变形镜在未开始工作时就产生了较为严重的面形畸变,为此研制了基于微处理器的软启停直流电源,它输出两路按一定时序变化的输出电压作为后续两个继电器的控制端,再通过这两个继电器分别控制变形镜驱动器正、负电源的导断,从而使得变形镜驱动器的正负电源同时加载或者卸载。在硬件平台了进行了实验验证,结果表明,使用软启停直流电源后,变形镜驱动器加电瞬间或断电瞬间,其产生的脉冲电压的峰-峰不超过0.45V,远远小于未使用软启停直流电源前的冲击电压,满足了系统的设计要求。     

Application of wavelet-based active power filter in accelerator magnet power supply

Since modern accelerators demand excellent stability to magnet power supply(PS), it is necessary to decrease harmonic currents passing magnets. Aiming at depressing the rappel current from the PS in the Beijing electron-positron collider, a wavelet-based active power filter(APF) is proposed in this paper. An APF is an effective device to improve the quality of currents. As a countermeasure to these harmonic currents, the APF circuit generates a harmonic current, countervailing harmonic current from PS. An active power filter based on wavelet transformation is proposed. Discrete wavelet transformation is used to analyze the harmonic components in the supply current, and an active power filter circuit works according to the analysis results. Our simulation and experiment results are given to prove the effect of the APF.     

基于供电网络传导耦合的FPGA电磁敏感特性分析

针对电磁干扰(EMI)导致电子系统关键功能单元行为失效或安全问题,研究基于供电网络传导耦合的核心可编程集成电路(IC)电磁敏感(EMS)特性。分析典型FPGA供电网络的拓扑结构及其EMI传导耦合机理,设计基于EMI直接功率注入法的敏感度测试平台,测试受试芯片供电网络EMI传导耦合时典型功能单元的EMS特性,获取输入输出端口(IO)、逻辑单元(LE)、内部锁相环电路(PLL)等功能单元的敏感度阈值,给出LE冗余设计对相应电路EMS特性的影响规律。结果表明,在10 MHz~1 GHz干扰频率范围内,供电网络EMI敏感度由高到低依次为PLL,LE,IO,且IC地网络EMI敏感度高2~7 dBmW,LE冗余设计能有效改善逻辑功能单元电磁敏感度。     

欧姆电源逻辑无环流仿真分析及其运行

介绍了HL-2A装置欧姆加热电源逻辑无环流运行的基本原理和实现步骤。通过对系统的理论分析和仿真,提出了正组变流器逆变可靠运行的控制方案。对出现环流以后的控制策略进行了探讨,实验结果验证了分析的正确性。