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[技术] | 何怡刚#王建鑫#谢 望#张钟韬#阮 仪 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:397
摘要: 基于大功率IGBT开关特性,提出一种多级门极电阻驱动及故障保护电路。利用IGBT发射极上寄生电感在集电极电流变化时产生的感生电动势VEe作为反馈信号,通过电压比较电路来分阶段接入不同阻值的门极电阻,能够有效降低开关过程中的电压电流尖峰,以及缩短开关时间,减少开关损耗,实现IGBT软开关;并且基于反馈信号判断是否发生硬短路,在短路时利用改进型有源钳位电路,在抑制关断过电压的同时,进一步的加快关断过程,降低关断损耗,防止过电压故障损毁IGBT。在saber软件中对英飞凌FZ1500R33HE3型号大功率IGBT进行仿真,仿真结果达到预期效果;并通过双脉冲实验,验证了该驱动方案的实际合理性。
[技术] | 何怡刚#陈 铭#张大波#吴 翔#夏 雨 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:474
摘要: 准确评估电力变压器的状态既是合理制定检修策略的基础,同时也对智能电网的发展具有重大意义。针对变压器故障机理复杂,难以客观评估的问题,提出了基于古林法和层次可拓的变压器状态评估方法,将变压器多参数综合评估转化为单目标决策。首先建立层次型指标体系,划分状态等级。利用古林法计算指标权重,通过层次可拓法确定综合评价等级,并与模糊层次分析法(FAHP)计算结果进行对比分析。经实例研究,验证了该方法应用于变压器状态评估的可行性,为变压器绝缘状态检修提供了一种新评估策略。
[技术] | 何怡刚#张钟韬#刘嘉诚#赵 明#李晨晨 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:426
摘要: 针对传统热等效电路模型对 IGBT 模块结温计算误差较大的问题,提出一种基于传热研究的IGBT 模块等效热阻抗模型。 通过对 IGBT 模块内部传热研究,以热流密度变化规律确定热扩散角,由此计算出热网络参数并建立改进的单芯片 Cauer 网络等效电路模型。 然后在此基础上,考虑多芯片之间的热耦合效应,计算出自热热阻和耦合热阻并建立 IGBT 模块热阻抗矩阵,利用线性叠加原理可对各芯片的结温进行预测计算。 最后,将等效热阻抗模型计算出的结温与有限元仿真值进行比较,验证了该模型的有效性与准确性。
[技术] | 何怡刚#许 越#李 兵#宁暑光#张超群 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:257
摘要: 针对街道3D散射环境下的车载通信信道,考虑到道路两边高楼、树木等散射体,且收发两端处于移动状态,采用多天线技术,建立椭圆柱散射模型。运用几何分析法,推导了时间自相关函数(ACF)、空间互相关函数(CCF),比较视距(LOS)和非视距(NLOS)情况下ACF和CCF的差异,验证仿真方法的可行性;研究了信道容量在不同天线阵列和散射环境下的区别,突出了3D模型更加精确。测量结果与理论分析的一致性表明该3D模型的可用性,拓宽了车载通信系统的研究。
[技术] | 何怡刚#佘培亮#佐磊#张超群 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:118
摘要: 在超高频射频识别(UHF RFID)系统近场(NF)密集标签应用中,由于微带标签天线的结构特点,传统线圈间互阻抗表达式在预估系统频率偏移等互耦效应问题方面误差较大,精确性不够。首先,基于变压器模型,从无线电能传输的角度推导了近场密集标签间的互阻抗表达式。然后,结合近场电感耦合型标签,通过建立电磁仿真模型间接获取有关电气参数值。最后,验证推导公式并从影响双标签间互阻抗的环境因素角度去研究UHF RFID近场频率偏移问题。测试结果表明,当标签间距小于30 mm时,推导的互阻抗表达式应用于频率偏移计算误差范围为1.6~7.3 MHz。研究结果为基于标签间互阻抗预估UHF RFID近场标签间的互耦效应问题提供了参考依据。
[技术] | 何怡刚#佘培亮#佐 磊#张超群 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:294
摘要: 针对传统的动态帧时隙 ALOHA 多标签防碰撞算法( DFSA) 的系统吞吐率低、系统识别率低等问题进行了研究,提出一种可并行识别的 UHF RFID 防碰撞算法( OVSF-DFSA) 。该算法通过基于正交可变扩频因子( OVSF) 码作为扩频码的码分多址技术和 DFSA 协议相结合,突破了传统算法中单一时隙中只能识别一个标签的局限性,实现了标签碰撞到码碰撞的转变。以理论分析和仿真实验为基础,探究了该算法下的系统吞吐率、系统总时隙数及系统识别率等方面的性能。仿真结果表明,当帧长 fs > 2 且 OVSF 码长 m > 2,当标签数目大于 200时,OVSF-DFSA 算法下系统吞吐率是 DFSA 算法的 m 倍,且与 DFSA、MS-DFSA、PIGDFSA 算法相比,OVSF-DFSA算法在上述性能方面效果更佳。
[技术] | 何怡刚#张超群#李 兵#佘培亮#苏蓓蕾#许 越 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:216
摘要: 无线信道的路径损耗是影响电子不停车收费( ETC) 系统传播效率的最大因素。考虑在多车道情形下,周围的复杂环境都会引起电磁波在信道中的传播损耗,因此分析了多径射线波的几何特征,提出一种 ETC系统的信道传播损耗模型。通过对比讨论旁道大型车辆以及前方地面或引擎盖引起的路径损耗对系统的影响,得出旁道车辆引起的绕射路径和前方地面或引擎盖引起的反射路径是影响系统信道传播的主要因素。对于特定场景的仿真结果可以得出: 当旁道车辆与路侧单元( RSU) 的距离为 0. 6 m 且被识别车辆与路侧单元( RSU) 的距离越小时,系统的路径损耗越小。
[技术] | 何怡刚#刘楚环#袁莉芬 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:303
摘要: 针对传统的莱斯 K因子一二阶矩估计方法因贝塞尔函数存在计算复杂度大、实用性低的问题,提出一种基于贝塞尔函数阶数的莱斯因子矩估计算法。该算法首先根据原矩估计公式计算 K值对应的矩估计值,然后根据不同阶数的贝塞尔近似公式计算矩估计值并求解对应的 K值,计算估计准确率,进而确定贝塞尔函数阶数的选择,简化矩估计算法。实验研究表明,所提方法与原方法相比降低了时耗,在 K值较小时效果更优。
[技术] | 何怡刚#赵明#周健波#张钟韬 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:557
摘要: 为了提高利用静态随机存取存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)评估集成电路单粒子瞬态(SET)的精度&在瞬态脉冲的产生方面以及瞬态脉冲在FPGA中的传播特性方面进行了研究;提出一种基于IDELAY2延迟元件的瞬态脉冲产生和测量方法&利用该方法可以连续产生和测量宽度增量为78 ps的正脉冲(0 — 1 — 0)和负脉冲(1 — 0 — 1),同时在FPGA内部实现8种不同的门电路逻辑链&研究它们对瞬态脉冲宽度的影响;实验结果表明该瞬态脉冲产生和测量方法实现简单&可以在不改变电路布局布线的前提下&改变注入脉冲的宽度&且计算得到的理论脉冲宽度与实际测量的误差小于7%&同时8种不同的门电路逻辑链对瞬态脉冲宽度的影响和门类型以及脉冲类型有关&与初始输入瞬态脉冲宽度无关
[技术] | 何怡刚#周健波#李 兵 | 《合肥工业大学电气与自动化工程学院》 | 2022-12-01 | 浏览:341
摘要: 针对传统的多物理耦合分析建模方式需要试验来提取参数,同时电物理参数的提取难度大,静态功耗的计算正确性难以保证、耗费了人力物力等问题,提出一种利用 IGBT 动态模型来分析焊料层多物理场耦合失效的方法。首先对 IGBT 模块进 行动态仿真,使用 Simplorer 软件计算 NPC 三电平逆变器的动态功耗; 然后使用动态功耗在 ANSYS 软件中进行三维有限元建模; 最后利用三维有限元模型求解出电-热-力多物理耦合失效分析的解。分析功耗仿真结果可知,逆变器内侧 IGBT 的功耗要比外侧 IGBT 高,有限元分析结果验证了动态模型可以准确仿真三电平逆变器功耗不均衡问题。分析三维有限元耦合仿真结果可知,与传统 IGBT 电-热耦合仿真相比,结温仿真模型误差减小了 10%。电-热-力多物理场耦合模型可以更好的显示 IGBT焊料层存在缺陷时的多场应力状态。研究结果表明,该方法操作简单,动态功耗求解结果和多物理耦合应力分析结果准确度较高。