電感

?？墒褂梅侄物柡?span class="hl">電感器代替線性電感器設計寬功率范圍雙向 Buck/Boost 變換器,利用分段飽和電感的非線性特點,使電感值隨負載與傳輸功率的大小而變化,使變換器在全工作范圍內始終擁有合適的濾波電感值[5]。也有以鐵心磁滯特性的變壓器PSCAD/EMTDC 電磁暫態仿真模型,采用電磁暫態仿真軟件和磁滯回線擬合的方法,進行非線性電感的模型建立和調試[6]。上述幾種非線性電感的變換器研究中,電路結構、控制策略比較復雜,且需要設計電感值來匹配傳輸功率。根據非線性

加了一個二極管和電感，有效降低了變換器的電壓增益；文獻[6]將文獻[5]中改進Buck 變換器中的電感進行磁集成，有效減小了電感電流紋波大小。但文獻[5-6]并未給出變換器的提出過程以及對降壓結構原理的分析。文獻[7]具體分析了二次型Buck 變換器的工作原理，其電壓增益與占空比呈平方關系，有效降低了變換器的電壓增益。本文在文獻[5-7]的基礎上，對Buck 變換器以及Buck-Boost 變換器進行結構變換與重組，提出2種具有降壓能力的開關電感單元，分析

增益，但是沒有對電感進行磁集成，電感電流紋波較大；文獻[6]采用耦合電感，雖然提高了電壓增益，但是電感電流紋波沒有明顯減小，而且漏感會使開關管電壓應力增大；文獻[7]在傳統Boost 級聯電路基礎上，引入兩個電壓升舉單元，有效提升了變換器電壓增益，二極管電壓應力減小，開關管電壓應力基本不變,但沒有應用磁集成技術，電流紋波較大；文獻[8]提出了交錯并聯磁集成雙向DC/DC 變換器的設計準則，為集成后耦合電感的耦合度取值提供了參考依據。本文在文獻[7]的基礎上

制造的關鍵材料。電感作為電子系統中重要的元器件,在電路中通常發揮著儲能、濾波和阻抗匹配等重要作用。為了適應電子系統小型化需求,平面螺旋電感被廣泛應用于低噪聲放大器、濾波器和壓控振蕩器設計中[2-4]。因此,基于LCP 材料基板進行平面螺旋電感的相關設計研究具有重要的工程意義。目前,國內外研究者們在平面螺旋電感設計研究方面取得了諸多成果。文獻[5]基于低成本塑料基體制作柔性平面螺旋電感,電感有效值為6.2 nH,電感品質因數最大值Qmax為14.2,而且電感

變化，進而對電機電感產生影響[8-9]。目前，計算PMSMd、q軸電感參數的方法主要有凍結磁導率法和有限元法，其中有限元法計算速度快、精度高且工程實用性強，同時考慮了電機磁路非線性、交叉飽和等因素[10-13]。本文以一臺純電動車驅動用內置式永磁同步電機(IPMSM)為研究對象，采用有限元法分析在不同負載電流下定子斜槽的增量電感和視在電感的變化情況，揭示在磁路不同飽和程度下兩種電感的差異及變化規律。同時，詳細對比定子斜槽和轉子不同分段數斜極時這兩種電感的變

米波集成電路中,電感的作用往往無法被取代．作為關鍵器件之一的電感,在電路中主要起到了調諧、匹配、濾波,以及扼流圈等功能．然而,對于一些特殊性能的電感,無法簡單地通過工藝庫獲取參數,借助第三方的電磁仿真軟件得到的S參數文件盡管精度高,但在具體電路中會降低仿真速度并且影響電路收斂性．因此需要對電感進行建模,盡可能使用簡單的集總元件去等效某個頻段的電感特性,包括感值與品質因數Q,借此可以更高效地進行集成電路的設計與仿真．為了對電感特性進行描述,國內外學者提出了各

文獻[5]將耦合電感與帶自舉結構的LUO 變換器相結合以實現高增益；文獻[6]提出了帶有3 個抽頭的耦合電感升壓電路，這種電路結構類似于升壓單元級聯結構，具有更高的電壓增益；文獻[7]基于基本直流變換器和開關電容變換器各自的優勢，提出一種新的高升壓比電路結構；文獻[8]提出了一種基于開關電感的有源網絡升壓變換器拓撲，該拓撲具有較高的電壓增益，較低的功率器件的電壓應力；文獻[9]通過在Boost 電路中引入開關電感的方式，實現電壓高增益；文獻[10-11]提

和直流電源等，其電感可使用鐵硅磁組合電感。本文提出的Boost變換器使用鐵鎳磁組合電感，兩者結構完全相同，僅磁柱的材料不同，計算與實驗表明使用鐵鎳磁磁組合電感的電路相比使用鐵硅磁組合電感的電路效率有一定的提升，且對硬件的結構設計更加靈活。1 磁組合電感磁組合電感是一種使用膠水將不同的磁性材料進行粘合，并在其上進行繞線的電感。1.1 磁組合電感的優缺點本設計中所對比的兩種電感由磁柱、磁軛、扁銅線以及絕緣板組成，如圖1所示，磁柱與磁軛使用兩種不同的磁芯，4個氣

換器中使用了開關電感單元，電壓增益得到了明顯提高，但引入了較多電感，增大了器件體積和重量；文獻[11]提出一種隔離型交錯并聯耦合電感高增益Boost 變換器，在輸入端對2 個耦合電感進行了交錯并聯，但該隔離型變換器結構較復雜，在一些體積較小和效率較高的場合應用受到限制。為了解決這些問題，本文提出了一種雙輸入磁集成開關電感Zeta 變換器。在傳統Zeta 變換器的基礎上增加一路輸入，兩路輸入共用一套輸出濾波電路，并在結構中用2 個開關電感單元分別代替儲能電感

0]提出一種基于電感的輔助均壓電路，實現多電平整流器均壓，由于采用工頻電感和較低的開關頻率導致均壓電路體積較大，但未對支撐電容電壓過度不平衡造成的電感能量累積現象進行分析，因此，開關管存在電感電流暫態尖峰超過開關管額定值而過流炸毀的潛在危險?；?span class="hl">電感的均壓電路，通過采用寬禁帶半導體器件SiC MOSFET 以提高均壓電路的工作頻率來減小電感的重量和體積，實現均壓電路的小型化和輕量化[11-12]。本文研究一種應用于輔助變流器中充電機的基于SiC MOSFE

院）一、引言共模電感是由繞在同一高磁導率磁芯上兩個匝數和相位相同、繞向相反的獨立繞組組成。當共模電流流過共模電感時，由于電流方向相同，會產生同向磁場，磁通相互疊加，對共模電流產生較強的阻尼效果，衰減共模電流，減少共模噪聲的干擾；當差模電流流過時，兩繞組內電流產生相反方向的磁場，在磁環路內相互抵消，此時正常信號電流主要受線圈電阻和少量漏感產生的阻尼影響[1]。所以共模電感不僅對共模干擾有抑制作用，也對差模干擾有抑制作用。由于共模電感體積小、溫升小、使用方便、

4]提出采用耦合電感方案，實現較大的電壓增益；文獻[5]在Boost變換器中使用了開關電感單元，得到了較高的升壓能力，但其沒有達到電氣隔離的目的；文獻[6]將開關電感單元與交錯并聯技術相結合，應用到雙向直流變換器中，以實現高增益。但非隔離變換器存在電壓增益有限、損耗較大和無電氣隔離等缺點。為了解決這些問題，本文在傳統非隔離型Zeta變換器的基礎上加入變壓器，并將Zeta變換器中的儲能電感用開關電感單元進行替換，同時利用磁集成技術將磁性器件進行集成，以實現較

智能車只安裝一個電感是無法定位小車的。如果智能車安裝了雙電感，兩個電感感應電動勢的差值與電感坐標的函數僅在很有限的區間呈現為單調函數[1]，如果小車的位置越過該范圍就無法實現智能車的準確控制。孫書詠[2]提出的三電感方案對雙電感的方案進行了改進，但也并沒有解決單調區間過小的問題。朱昌平等[3]對賽道周圍的磁場分布及攝像頭的布局做了分析，對車模做了機械改裝。林生生等[4]在雙電感的基礎上對歸一化式子進行了求導，把和項的冪升高，得到了較大的單調區間，不足之處是

性[1-3]，如電感是電氣工程領域中一個重要的電路元件，在以往的研究中通常被看作整數階元件，然而整數階電感并不存在，用分數階模型來描述電感更為準確[4]。分數階電感的構造一直是學者們關心的問題，文獻[5]提出了以磁流變流體為磁芯的類似于變壓器的分數階電感模型，但是這種模型構造復雜，不利于推廣。目前分數階電感的電路實現方法主要還是基于電阻、電感和運放等器件，常見的有采用RL鏈分抗[6-8]和跨導運算放大器[9]實現0 ～1階的分數階電感，基于廣義阻抗轉換GI

064）1 引言電感是一種磁能儲存元件，在高性能壓控振蕩器（VCO）、低噪聲放大器與各類射頻電路等領域有著廣泛的應用[1]。目前片上電感主要分為有源和半有源電感，鍵合線電感與金屬互連線電感。其中片上電感中應用最廣泛的是金屬互連線電感。半導體工藝技術在不斷提高，芯片的特征尺寸也隨之越來越小。但是在電路中所需要使用的片上電感的值卻不會隨著工藝的提高而變小。這就意味著在芯片尺寸下降的同時，片上電感的尺寸并沒有下降，占用了大量的芯片面積，在芯片上電感所占面積與晶體

實際應用中由于兩電感寄生電阻不同引起的電感電流不均衡問題。且在PSIM仿真結果驗證了理論分析的正確性。1 倍流整流電路圖1示出了全橋變換器拓撲，其輸出側采取的是倍流整流電路（其中RL1和RL2分別兩電感的寄生電阻）。從圖中可以看出，與傳統的變壓器副邊帶中心抽頭的全波整流電路相比，倍流整流電路有以下優點：減小了變壓器副邊繞組的電流有效值；變壓器利用率較高，無需中心抽頭，結構簡單，易于制造；輸出電感電流紋波存在交錯，從而有相當一部分可以相互抵消，因此能夠減小輸

基于高Q值玻璃槽電感的優化與驗證蘇華偉1，2，林來存1，2，李 君1，2，3，曹立強1，2，3（1.中國科學院微電子研究所 北京 100029；2.中國科學院大學 北京 100049；3.華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司江蘇無錫214135）為了實現射頻系統對具有高品質因子的電感的迫切需求，本文提出了利用玻璃槽實現高品質因子電感的方法。通過對電感損耗機制分析得到影響玻璃槽電感品質因子的因素，通過建立玻璃槽電感的物理模型，并使用HFSS與ADS軟件聯合

一種雙回轉器有源電感*王 娜,張萬榮*,謝紅云,金冬月,陳吉添,呂曉強,楊 坤,溫曉偉,郭燕玲,孫 丹,董小喬,杜成孝(北京工業大學電子信息與控制工程學院,北京 100124)針對基于共源-共柵負跨導器的傳統單回轉器有源電感(TSAI-CS-CG)的不足,聯合采用雙回轉器結構、負阻網絡和負反饋網絡,提出了一款兼有大電感值、高Q值、高線性度、寬頻帶、可調諧特性的雙回轉器有源電感(DGAI)?；赥SMC 0.13 μm RF CMOS工藝,利用是德科技公司的

PWM濾波的頻變電感研究谷雨帥，趙治華，高雪平(海軍工程大學，武漢 430033)逆變器等輸出的PWM波在經過濾波電感進行濾波后會得到所需的正弦波，但濾波電感在濾除開關器件產生的開關頻率及其高次諧波的同時，也會對基波信號產生一定的衰減。濾波電感選擇的難點在于濾波效果和電感基波壓降無法同時達到最佳。針對這種問題，構建一種頻變電感，其對高頻諧波呈現高電感值（較高的感抗），而對基波呈現低電感值（比常規電感更低的感抗），通過磁通補償方式實現高頻濾波效果和低頻基波壓

027)基于虛擬電感技術研發一種工業毫米級管道新型電容耦合式非接觸電導測量傳感器。虛擬電感基于Riordan電路研制，相應的工業型C4D傳感器基于串聯諧振原理實現電導測量，并采用特殊的屏蔽罩結構屏蔽工業干擾。研究結果表明，所研制的虛擬電感與實際電感相比，具有內阻小和電感可調等優點。在內徑為1.80 mm的管道內進行電導測量實驗，結果表明，所研發的工業型C4D傳感器是可行的和有效的，可用于實際工業毫米級管道流體的電導率在線測量。電容耦合式非接觸電導測量；虛擬

變換器的等效簡單電感電路及內部本安判據*劉樹林，祁俐俐(西安科技大學 電氣與控制工程學院，陜西 西安 710054)為得到可模擬Buck變換器的分斷電弧放電特性的等效簡單電感電路，采用非爆炸性方法評價Buck變換器的內部本質安全性能，通過分析Buck變換器的典型電感分斷電弧放電特性，依據基于等效電流的等效簡單電感電路及能量等效原理，推導得出了Buck變換器分斷電弧放電的等效電感表達式，對電感和電容對等效電感的影響進行分析，并指出等效電感隨電感和電容的增加而

023)無窮耦合電感電路等效電感的多種解法陳希有, 李冠林, 周惠巍(大連理工大學 電氣工程學院, 遼寧 大連 116023)本文介紹了一道習題的多種分析方法，該習題要求計算無窮多個并聯耦合支路的等效電感，其中的一些方法來自對學生作業的總結。由于習題本身具有趣味性和抽象化特征，因此對提高學生學習興趣，加深理解等效電感的概念，檢驗和提高他們的思維能力會有很大益處，對任課教師也有很好的參考作用。電路理論；耦合電感；等效電感； 多種解法0 引言筆者在“電路理論”

Boost變換器電感參數設計*陳文奎，程為彬，郭穎娜（西安石油大學 電子工程學院，陜西 西安710065）根據DC-DC Boost變換器的工作原理，給出電流連續模式時電感臨界參數的計算表達式。分析負載和開關頻率恒定時，臨界電感量與占空比的變化關系。重點研究寬范圍輸入時，電流連續模式下電感量的選取方法。通過仿真進行分析，結果與理論分析一致，驗證了電感參數選取的合理性。DC-DC變換器；Boost變換器；電流連續模式；參數設計0　引言Boost變換器是開關電

管關斷期間，根據電感電流iL2的谷值與輸出電流io的關系，可以將二次型Boost變換器的能量傳輸模式分為完全電感供能模式（Complete Inductor Supply Mode, CISM）和不完全電感供能模式（Incomplete Inductor Supply Mode e, IISM）。在此基礎上，分析了電感工作在不同工作模式時的輸出電壓紋波特性，得出了輸出電壓紋波最小時的臨界電感值。2 二次型Boost變換器工作模式區域分析圖1所示二次型Boo

十分有限，用開關電感［5］替換雙管升壓變換器的電感，得到開關電感雙管高增益直流變換器，該變換器具有電壓增益大，功率開關管電壓應力、電流應力低的優勢。論文從不同的參數對開關電感雙管高增益DC/DC變換器工作模態的影響入手，討論了變換器在電感大小一致和不一致條件下，不同的工作方式，分析了兩種方式下，變換器的電壓增益，功率開關管的電壓應力，給出了變換器的參數設計方法，最后通過200 W的樣機對理論分析進行了實驗驗證。1 變換器拓撲分析如圖1(a)所示為開關電感雙

ng VCO)和電感電容壓控振蕩器(LC VCO)。電感電容壓控振蕩器具有較低的相位噪聲，因此被廣泛應用于微處理器中的時鐘同步(clock synchronization)電路;無線通信收發器中的頻率綜合器(frequency synthesizer);光纖通信中的時鐘恢復電路(CRC，clock recovery circuit)以及多相位采樣(multi－ phase sampling)電路中［1－4］。隨著電路應用的不斷擴展，對電感電容壓控振蕩器的振

而生。但是，由于電感換路過程中出現的過壓等問題［3］，使得電感量數字可控的電感元件難以實現。目前，電感元件電感量的改變通常采用機械式調節，其基本方式包括:磁芯可調電感器、銅芯可調電感器、滑動接點可調電感器、串聯互感可調電感器和多抽頭可調電感器［4-7］等。這些方式很難實現實時在線自動調節，且不能夠按照使用者需求來精確定量控制電感值的大小。因此在實際應用中存在很大的局限性。因此，需要設計一種電感量電子可調的結構和方法，才能實現電感量的數字化控制。已有一些學者

京100124)電感在射頻單片集成電路中具有重要作用，主要具備阻抗轉換、諧振、反饋、濾波等功能[1-2]。隨著無線通信技術的迅速發展，電子產品越來越向高速化、微型化，便攜化方向發展。由于無源電感占據了射頻集成電路大部分的芯片面積，所以如何減小片上無源電感的面積成為現在人們亟待解決的難題。研究得比較多的集成電感的主要是金屬互連線電感，但其具有占有芯片面積大、品質因數Q低等缺點[3]。因此，采用占面積小的有源電感代替無源電感，是滿足射頻單片集成電路的途徑之一。