基于PSpice的功率放大电路输出功率和效率的分析

为了分析OCL功率放大电路的输出功率和效率,借助电子电路辅助设计,分析软件PSpice,采用直流扫描分析和瞬态分析两种方法,对功率放大电路的最大输出电压、最大输出功率和电源提供的功率进行仿真实验及数据分析。由仿真输出波形可以看到仿真结果与理论分析基本一致,并以此为依据计算效率,从而加深对功率放大电路理论的理解。     

低压微电网分布式储能系统负荷动态分配方法

在孤岛运行的低压微电网中,因线路阻抗的不匹配性,导致传统下垂控制无法按照下垂增益精确均分有功功率,各分布式储能单元必然会出现荷电状态（SOC）差异,造成蓄电池过充电或过放电,缩短了储能单元的使用寿命。针对上述问题,提出了一种低压微电网分布式储能系统分级控制策略。首先通过功率平衡级动态调节虚拟阻抗,消除不匹配线路阻抗对有功分配精度的影响;然后,通过SOC平衡级控制,各个储能单元根据其SOC动态调节有功功率,使得SOC误差以e指数曲线下降,最终实现储能单元在放电过程中SOC均衡。采用动态一致性算法,可实现各分布式储能单元的信息共享,提高了系统的可靠性和灵活性。同时,基于小信号理论对所提控制策略进行了稳定性分析,并讨论加速因子对系统稳定性的影响。仿真对比结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

轨道交通实验平台控制系统研究

本文对轨道交通试验系统的研究背景、系统各组成部分的功能、控制系统的技术方案进行了简单介绍。系统研究的主要工作,包括控制系统中输出部分的开关量功率输出板和其测试电路的设计,及高频轨道电路板的设计与实现。     

基于阻抗匹配的小型风电系统功率输出优化方法

为解决现有小型风力发电系统风能利用率偏低的问题,提出一种新型的基于阻抗匹配的系统功率输出优化方法。通过建立和分析小型风力发电系统数学模型,指出在发电机与整流器间串联阻抗后风电系统稳定运行点会发生变化,若阻抗参数设置合理则可提高系统的功率输出;基于该原理,采用粒子群优化算法,结合风速以及蓄电池电压的概率分布情况,以发电机一段时间内输出能量最大为优化目标,确定阻抗参数。仿真结果表明,选择合适的电抗器参数可以有效提高风力发电机能量输出,优化后平均输出功率增加了约21％。     

OTL音频功率放大电路的分析与设计

功率放大电路广泛的应用于仪器仪表、自动控制、电子信息等工业领域。OTL功率放大电路是采用单电源供电并且无输出电容耦合的功率放大电路。该设计采用NE5532音频集成运放构成电压放大电路提高电压增益,采用OTL功率电路放大电流和电压,实现功率放大后驱动负载工作,直流稳压电路用于系统供电。利用Multisim软件设计了一种用于音频频带的功率放大电路,电路设计合理、输出波形失真度低,可以广泛应用于音频功率放大设备中。     

基于改进变参考电压法的下垂控制策略研究

微电网在孤岛模式下多逆变器并联运行,并联系统采用传统下垂控制策略时,存在由于线路阻抗差异造成无功功率分配不合理的问题,为解决此问题对现有文献中的变参考电压法加以改进。提出针对线路阻抗差值通过功率补偿系数匹配阻抗差值来调节各逆变器的参考电压。该改进控制策略不仅实现了无功功率的合理分配和无功环流的抑制,而且避免了系统出现较大的电气波动,保证逆变器输出端电压的质量。在MATLAB中搭建两台并联逆变器的仿真模型,通过对比分析改进策略与传统的下垂控制策略。仿真结果验证了该改进策略兼顾功率的合理分配和输出端的电压的稳定性的制两方面的要求,有效抑制系统无功环流。     

独立微电网中功率精确分配与频率电压恢复控制

在独立微电网逆变器并联运行系统中,由于线路阻抗的影响,采用传统下垂控制时,各微源无法按容量比例精确分配功率.为了解决这一问题,深入分析了该系统运行时的负载功率分配原理,得出功率分配不精确的根本原因是两台逆变器的容量与其总输出阻抗不相匹配,因此提出了一种微电网分层控制策略.在第一层控制中,通过添加虚拟阻抗使得逆变器的输出总阻抗为感性,以削弱线路阻抗的影响;在第二层控制中,增加了无功功率的补偿控制,以提高各微源的无功功率分配精度,同时,还添加了频率和电压的恢复控制来消除各微源逆变器输出的频率和电压偏差.最后,基于Matlab/Simulink的仿真结果表明了所提控制策略的正确性和有效性.     

三相串联谐振逆变器混合对称控制策略研究

为了解决对三相无线电能传输系统传输功率的有效控制问题,基于电压型三相串联谐振逆变器,在传统180o导通模式的基础上,提出了一种新型的开关管开通-关断混合对称控制模式：通过在开关管180o开通过程中加入关断短脉冲,在开关管180o关断过程中加入开通短脉冲,改变系统谐振补偿网络等效输出线电压和相电压,实现系统功率传输能力的有效控制。通过对该系统工作模式的分析,推导出了系统功率传输能力与开关短脉冲对应电角度之间的函数关系,为无线电能传输系统的设计和分析提供了理论依据。仿真和实验结果证明了该新型控制策略可以有效地控制传输功率,同时验证了理论分析的正确性。     

两种开关磁阻电机系统的对比研究

从电机输出容量,功率变换器、基本工作频率及对转矩脉动影响等方面,对常用的三相开关磁阻电机系统物四相开关磁阻电机系统进行了对比分析,结果表明,无论是用作电动机系统,还是用作发电机系统,由三相双开关功率变换器和三相６／４结构电机组成的开关磁阻电机系统的电机单位体积输出容量和系统效率均比由四相分裂电源式功率变换器和四相８／６结构电机组成的开关磁阻电机系统高。     

新型恒电位仪的设计与实现

为了防止金属腐蚀，研制新型恒电位仪来实现对金属外加电流的阴极保护。运用电力开关变换技术和高频开关技术．以VMOSFET作为功率开关器件．构成半桥式开关变换器；采用脉宽调制(PWM)技术，PWM信号由控制器SG3525A产生，从输出实时采样电压反馈信号．以控制输出电压的变化。并且从实践的角度提出了一种新型恒电位仪的设计和实现方法．该恒电位仪系统经实际运行表明，系统具有高稳定性、高可靠性和输出电压纹波小等优点。     

用ADS进行功率放大器仿真设计

主要介绍了工作频率为2.4GHz的A类功放的设计方法和仿真过程,采用负载迁移法使用ADS仿真软件,获得射频功率放大器电路的输入输出最佳匹配阻抗,并对设计电路进行了稳定性分析、线性度分析、电源效率分析及对整个电路进行了优化。仿真设计出一个工作频率2.4GHz、增益9.5dB,1dB压缩点功率34dBm、2次谐波小于-50.8dBc的射频功率放大器。     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

OFDM系统高效Doherty功率放大器设计

针对OFDM信号的高峰均比(PAPR)特性,提出了一种倒置结构的Doherty功率放大器．使Doherty的输出结合点由峰值放大器的末端转换到载波放大器的末端,提高了载波放大器的负载调制效率．与传统的Doherty功率放大器相比,其有效的负载调制使该功率放大器的功率附加效率提高了3％．实测结果表明,该放大器在功率回退10dB时仍维持27.8％的功率附加效率,同时其三阶互调失真(IMD3)和邻道泄漏比(ACLR)分别有2.5dB和2dB的改进,适用于OFDM通信．     

基于单片机的D类射频功率放大器研究

为了进一步提高高频功率放大器的输出功率和效率,提出了借助单片机及CPLD分频产生射频载波信号,并用双电源D类高频功率放大器作为功放的方法.从D类放大器的基本原理出发,对系统的工作原理进行了分析,并对系统进行仿真实验.实验表明,该方法提高了信号的传输效率,降低了信号失真并且避免了信号的相互干扰.对D类功放进行的改进,可以极大地提高高频功率放大器的输出功率和效率,同时高频载波信号分频的问题也得到了很好的解决.     

Design of a 2.5～14.5GHz distributed power amplifier

The operation principle of distributed amplifiers and the impedance characteristic of artificial transmission lines (ATLs) are analyzed, and a distributed power amplifier consisting of three gain cells is designed and fabricated by 0.18μm complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology. The peaking inductor is used to enhance the gain and the reverse isolation of the amplifier in high frequency. The termination loads of ATLs are increased and the values of on-chip inductors are optimized to provide good impedance matching, while improving the output power and efficiency. Measured results show that the amplifier has a 3dB bandwidth of 12GHz (2.5～14.5GHz) and provides an average forward gain of 9.8dB from 3 to 14GHz with a gain flatness of ±1dB. In the desired band, the output power at 1dB gain compression point (P_1dB) is from 4.3 to 10.3dBm while the power added efficiency (PAE) is from 1.7％ to 6.9％.     

宽带D类超声功率放大器的设计与实现

为了解决大阵列相控的功率、效率及散热问题,促进相控声场的非接触物体操控及其在医学超声中的实际应用,设计了一种PWM型D类超声宽带功率放大器. 对阻性和抗性负载的输出波形开展谐波失真、负载电压和输出功率的测量结果表明:该电路可对20～400 kHz的中低频超声输入信号进行功率放大,其最大输出功率可达46 W,效率超过78%. 该电路具有输出内阻小、阻抗匹配简单、相位保持度高、功率损耗低和发热小的优点,可为超声技术在生物医学中的应用提供电路基础,实现大规模相控阵列的精确驱动,具有良好的推广价值.     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

磁力轴承控制系统功率放大器研究

功率放大器是磁力轴承控制系统的一个重要组成部分,是影响磁力轴承性能的关键部件。针对磁力轴承的特点,从提高功率放大器的电流响应速度和能量转化效率出发,对功率放大器的控制电路和功率电路进行了研究,并研制了一台容量为12.4kVA的采样保持型磁力轴承功率放大器。实验结果表明,该功率放大器具有电流响应速度快、能量转化效率高等优点。     

一种无滤波器的高效立体声D类音频功率放大器

基于CSMC 0.5μm DPDM CMOS工艺设计了一种高效率的D类音频功率放大器,利用全差分型积分负反馈技术和全集成H桥式输出结构实现了该音频功放的无滤波器应用．仿真和测试结果均表明: 在电源电压5V,无外部滤波器,总谐波失真与噪声之和小于0.5％的条件下,该功放可向3Ω负载电阻提供大于3.5W×2的输出功率; 电源电压在3~6V范围内,最大转换效率可达90％以上; 电源电压为5V,输出功率小于3.0W时,每个通道的总谐波失真与噪声之和小于0.1％．     

Tandem pumping architecture enabled high power random fiberlaser with near-diffraction-limited beam quality

In this contribution, we present the tandem pumping avenue leveraged performance scaling of random fiber laser to record 3 kW level with inherent temporal stability and near-diffraction-limited beam quality. The high power system employs a four-stage master oscillator power amplifier chain. The master oscillator is a half-opened cavity structured random distributed feedback fiber laser centered at 1080 nm and pumped by incoherent amplified spontaneous emission source. Narrowband random laser seed is selected by employing a spectral filtering module with a maximum output power of 1.08 W, full width at half maximum linewidth of 0.47 nm and spectral optical-signal-to-noise ratio of about 42 dB. As to the main amplification stage, for given 104 W pre-amplified random laser seed and 3.61 kW pump laser, an ultimate output power of 3.03 kW can be obtained,corresponding to an optical-to-optical conversion efficiency of 81.05%. Nearly single-transverse-mode amplified random laser can be achieved even at full power level for inherent high thermal modal instability threshold enabled by tandem pumping and inducing bending loss for high-order transverse-mode. Further performance scaling of this high power random laser system, such as power boosting, operation wavelength tuning and linewidth alteration, is the next goal.