等效电路模型

摘要： 针对无迹卡尔曼滤波(UKF)在噪声不确定及工况复杂情况下锂电池荷电状态(SOC)估计精度低的问题,提出基于自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)的估计方法。建立了基于二阶RC等效电路模型的锂电池状态方程,采用遗忘递推最小二乘(FFRLS)参数辨识方法,将Sage-Husa自适应滤波算法与UKF相结合对系统噪声协方差进行实时更新。仿真结果表明:在美国城市循环(UDDS)工况下UKF算法最大相对误差为4.90%,均方根误差为0.0033,改进的AUKF算法最大相对误差为3.28%,均方根误差为0.0020,相比于UKF算法,AUKF算法具有更高的精度和更好的稳定性。

摘要： 功率MOSFET器件栅极分离电容C-V特性(C_(GS)-V_(G)、C_(GD)-V_(G))的准确测量对于器件的建模及栅氧可靠性的评估十分重要。阻抗分析仪是测量C_(GS)-V_(G)、C_(GD)-V_(G)的关键设备。在利用阻抗分析仪测量三端器件的某个参数时,需对非测量的第三端进行屏蔽以消除其引入的并联阻抗误差。而功率MOSFET器件在栅压超过阈值电压时呈导通态,影响测量电路拓扑,进而引入其他测量误差。该文针对阻抗分析仪测量功率MOSFET器件的C_(GS)-V_(G)、C_(GD)-V_(G)进行详细的误差分析,揭示测量误差产生的原因;建立测量的等效电路,给出测量误差的解析表达式;结合实验和数值分析量化误差分析,验证了等效电路模型的有效性;最后,提出三种可实现C-V特性准确测量的调控方法并予以实验验证。结果表明,测量误差发生在器件导通后,此时器件漏源极间由电容态转变为低阻态,屏蔽端的寄生电感(L_(5))与自动平衡电桥的等效输入阻抗(L_(3))分流,引入误差。当L_(3)和L_(5)满足一定的匹配关系时,可实现不同频率下的准确测量。

摘要： 提出了一种基于电化学的拓展等效电路模型(Extend Equivalent Circuit Model,EECM),并用该模型进行电池荷电状态(State of Charge,SOC)估算。根据电化学机理和等效电路模型(Equivalent Circuit Model,ECM)对比得到ECM物理过程缺失的部分,考虑在ECM中加入固相扩散、反应极化和液相极化对电池端电压的影响。使用遗传算法在混合功率脉冲特性(Hybrid Pulse Power Characteristic,HPPC)工况下进行参数辨识,来获得全局最优模型参数;使用拓展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)进行SOC的估算。实验结果显示,在城市道路循环(Urban Dynamometer Driving Schedule,UDDS)下,模型的估计误差小于0.5%。所建立的模型和SOC估计器动态性能良好,计算量较小,有望在电池管理系统(Battery Management System,BMS)中使用。

摘要： 针对单一等效电路模型表征锂离子电池特性不准确、全时段不一致、鲁棒性较差的问题,提出一种高精度的分段模型。基于Simulink构建了五种等效电路模型,采用混合动力脉冲特性实验辨识模型参数。基于AIC信息准则判定充电、放电和搁置等阶段和不同SOC处最佳模型。在DST动态应用测试工况下,将模型与二阶RC、三阶RC和内阻模型仿真比较。结果显示:采用分段模型最大误差至少降低22%、平均误差至少降低32%、均方差仅为0.058,表明该模型具有较高的精度和稳定性。

摘要： 运用已有的微带线不连续性等效电路模型及理论,将由阻抗不同传输线互联而成的阶梯跳变、直角拐角以及T型接头等视为一个单元子网来处理,首先由已有等效电路模型提取单元子网的S参数,然后依据连接散射矩阵方法,运用Matlab软件开发了S参量分析软件。经实例验证发现,所开发软件的计算结果与IE3D数值分析软件计算结果吻合良好,有效克服了传统多端口互联网络S参量计算要求满足互联传输线特性阻抗相等的局限性。

摘要： 准确估计锂离子电池荷电状态(SOC)是延长车载锂离子电池寿命、保障储能系统充放电安全以及提升不间断电源供电可靠性等的重要措施。锂离子电池SOC估算具有方法类别繁多、应用场景多样化等特征,逐渐成为研究关注的焦点。首先,阐述了SOC的基本定义,并分析了影响SOC的多类复杂因素;其次,调研总结了国内外现有的锂离子电池SOC估算方法,归纳了各类方法的优缺点及相应改进方向;然后,概述了车载锂离子电池、消费电子产品、电力系统储能及通信基站等不同场景下,锂离子电池SOC估算方法的实施案例与适用情况,梳理分析了现有方法存在的缺点;最后,基于多场景下锂离子电池SOC估算方法的研究现状,从4个方面提出了未来锂离子电池SOC估算方法的挑战与展望,为后续研究提供了借鉴与参考。

摘要： 静电发生器的等效电路模型对相关静电抗扰度的仿真分析有直接影响。以国产的3ctest(EDS 16H)静电发生器为研究对象,提出一种基于静电发生器模块化的物理结构和阻抗参数测量结果,建立高精度电路模型的方法。介绍了静电发生器的典型物理结构,测量了各模块的阻抗特性,建立的等效电路考虑了接地电缆长短对阻抗参数的影响。根据标准2Ω电流靶、50Ω测试系统两种情况下测试的放电电流波形,拟合修正了等效电路参数,电路仿真结果与实测结果吻合较好。相关结果可以为实际的静电抗扰度测试提供参考。

摘要： 镍镉电池凭借优异的放电特性、高寿命、高倍率充电性能、良好的温度适应性、较高的安全性及经济性,作为动车组蓄电池,大量应用于高速铁路领域。镍镉电池的荷电状态估计、健康状态估计和剩余使用寿命预测等问题,对于确保动车组行车安全性、提高修程经济性具有重大意义。为此,在系统总结镍镉电池工作原理和老化机理的基础上,简要分析了动车组蓄电池修程规范,详细论述了目前可用于其健康状态判别的诸如模型驱动和数据驱动的所有可行方法,展望了镍镉电池健康状态估计方法的研究前景及挑战。

摘要： 分析表明,荷电状态(SOC)是锂离子电池的关键状态之一,对其精确估计可以实现电池的最大化利用。阐述四种SOC估计方法,并通过实验对比得到了最优的SOC估计方法。首先建立了二阶RC等效电路模型,采用非线性最小二乘法进行模型参数辨识,DST工况试验表明模型误差小于1%。提出了四种卡尔曼滤波衍生算法估计电池SOC。不同工况下的对比结果表明,自适应无迹卡尔曼滤波算法可以更快地让系统稳定,且SOC估计误差最小。

摘要： 本文以动力锂离子电池的内部结构和工作原理为研究基础,对电池特性展开相关测试。以镍钴锰三元电池作为研究对象,搭建二阶RC等效电路模型,进行HPPC试验。基于试验数据,以Parameter Estimation工具箱和最小二乘法联合求出模型参数的最优解。通过试验数据对模型辨识出的参数进行验证,模型最大电压误差为0.028 V,符合要求。该模型可较好地反映出三元锂电池的动态特性和静态特性,对研究锂离子电池的自身特性以及锂离子电池的工作特性具有重要意义。

摘要： 混合式直流断路器可在柔性直流输电系统发生直流侧故障时开断故障电流,为提高直流断路器的工作性能,需明确其开断机理和设计方法.论文首先建立了计及断路器寄生参数和MMC直流阻抗特征的系统等效电路模型.基于此模型,分析了混合式直流断路器的电流转移特性和开断机理,深入探讨了故障电流从电力电子支路向RC支路和MOV支路转移时的特性.更进一步,通过分析开断性能与系统电气参数的关系,揭示出开断过程中线路总电感、RC支路的电容和线路总电阻之间的关系决定了直流母线的电流和断路器端电压是否存在振荡,并给出了快速开断的混合式直流断路器的优化设计准则.最后,仿真验证了理论分析的正确性.

摘要： 如今,微电网在解决不确定性能源接入电网过程中起到关键作用.储能系统是微电网的重要组成部分,对其拓扑结构的建模能够有效地分析储能系统的行为特征,提高储能系统的寿命.本文对被动连接混合储能系统建立了等效电路模型,分析了峰值功率增强系数γ,并在MATLAB/Simulink的仿真环境下对被动连接进行模型搭建.此外,本文在Simulink仿真中搭建了被动连接和主动连接两种模型,并对这两种电路模型进行仿真展示和比较,分析各个模型对电池的影响.仿真结果显示,在稳定输出时,被动连接优势更明显.但在综合控制能力和工程成本方面,主动连接则展现出更大的优势.

摘要： 通过四次烘干和三次吸湿试验,考察了湿度变化对多壁碳纳米管复合水泥砂浆(MWCNTs/CM)的电阻和压阻效应的影响,并与素水泥砂浆(CM)进行对比.结果表明:在试件湿度较大时,烘干和吸湿对MWCNTs/CM和CM电阻的影响较小,而当试件湿度较低时(第三次烘干及第一次吸湿后,湿度变化比低于1％时),电阻随着湿度的降低突然增加,并且湿度变化对CM电阻的影响程度显著高于MWCNTs/CM.同样,当试件湿度较大时,烘干和吸湿对MWCNTs/CM和CM压阻效应的影响较小,当试件湿度较低时(在第三次烘干后),CM和MWCNTs/CM的压阻效应显著增强,并且湿度变化对CM压阻效应的影响显著高于MWCNTs/CM.研究还表明,在湿度变化量大致相同时,吸湿过程中CM和MWCNTs/CM达到渗流阈值附近时压阻效应高于烘干过程.最后,初步探讨了MWCNTs/CM压阻效应随湿度变化的作用机理,给出了MWCNTs/CM压阻效应随湿度变化的等效电路模型.

摘要： 本文设计了一种工作在8.5～11GHz频段及35.5～37.5GHz频段上的双层双频带频率选择表面结构.根据该FSS的物理结构建立了其等效电路模型,该模型的上层可视为一个容性面,下层可视为感性面.利用CST软件对所设计模型进行仿真分析,仿真结果与所给出的电路模型得到的结果可以很好地拟合.通过分析仿真结果得知,该结构在所需的X波段及Ka波段内均有良好的频率选择特性.第一通带由感性面与容性面耦合实现,第二通带通过单元间电容和下层十字形结构形成的等效电感谐振实现.本文所设计FSS结构单元尺寸很小,相对于第一谐振点9.63GHz不足1/5波长,介质板厚度为0.1mm.

摘要： 在电池管理系统领域,精确的荷电状态(State of charge,SOC)估计是众多状态估计中最基础的技术之一.但是便于实际应用的等效电路模型有时并不能很好的等效电池的特性,因而基于传统卡尔曼滤波算法的SOC估计会出现精度下降的问题.本文提出一种基于模型误差分析的卡尔曼滤波算法,实现了SOC全区间的精确估计.基于离线分析等效电路模型在各个SOC区间内的等效性能优劣,得到各个SOC区间的噪声协方差控制表.进一步,将噪声协方差应用于对应的SOC区间段内,从而实现卡尔曼滤波算法对SOC的全区间精确估计.实验表明在SOC低于20％的区间内,基于模型误差的卡尔曼滤波算法可以大大提高SOC估计精度.

摘要： 传统ICPT系统中,松耦合变压器接收线圈(Rx)的半径与发射线圈(Tx)到接收线圈(Rx)之间的距离(h)的最佳比例系数,即径距比γ的求取,是通过系统建模来推出Tx和Rx间的互感值,并辅以大量实验来获得的.针对这种缺少理论依据并浪费人力物力的问题,本文提出了一种通过仿真观察Rx中电流密度变化规律来获得Rx半径与h比例系数的最佳值的设计方法.首先求取单管ICPT系统之原边并联副边并联(PP)结构下的系统去耦等效电路模型,据此推导出Rx上的电流密度和互感(M)、系统传输功率的关系;并通过公式分析,确定Rx电感(L1)与Tx电感(L2)的比值a和系统的耦合系数λ的取值,来确定在不同频率下L1和L2的值,从而建立仿真模型,利用有限元仿真软件对γ的最优值进行研究.综合仿真结果确定了松耦合线圈最佳径距比γ,该参数与企业通过生产实践总结出的经验值相吻合.

摘要： 为了得出模拟Boost变换器电感分断电弧放电的等效电路模型,应用安全火花试验装置对其分断放电特性进行研究,得出其电感分断电弧放电电压、电流及电阻波形,指出电弧放电电阻随放电时间增加先缓慢增长再快速增大,据此建立了可反映分断电弧放电电阻变化趋势的分段指数模型,结合所提出的分断电弧起止时刻检测电路,综合得出了模拟Boost变换器的电感分断电弧放电特性的等效电路模型,确定了等效电路模型的参数.实例仿真及实验结果验证了理论分析及所建立模型的正确性和可行性.

摘要： 传统吸波结构设计仅仅关注电磁波正入射情况,而结构的斜入射性能随入射角度增大恶化明显.本文基于单层金属方环吸波结构,通过添加覆盖层,设计了具有宽频带、宽角度吸波特性的新型电路模拟吸波材料(circuit analog absorber,CAA).利用等效电路(equivalent circuit,EC)方法和严格的公式推导,对电磁波的反射与吸收性能进行精确表征,并进一步设计相应的差分进化算法极大地加快设计速度.仿真与算法计算结果表明,该结构针对横电波入射时(transverse electrical,TE波)的吸波角度达到60°,且反射系数小于-10dB的吸波带宽不小于118.4％.

摘要： 传统吸波结构设计仅仅关注电磁波正入射情况,而结构的斜入射性能随入射角度增大恶化明显.本文基于单层金属方环吸波结构,通过添加覆盖层,设计了具有宽频带、宽角度吸波特性的新型电路模拟吸波材料(circuit analog absorber,CAA).利用等效电路(equivalent circuit,EC)方法和严格的公式推导,对电磁波的反射与吸收性能进行精确表征,并进一步设计相应的差分进化算法极大地加快设计速度.仿真与算法计算结果表明,该结构针对横电波入射时(transverse electrical,TE波)的吸波角度达到60°,且反射系数小于-10dB的吸波带宽不小于118.4％.

摘要： 传统吸波结构设计仅仅关注电磁波正入射情况,而结构的斜入射性能随入射角度增大恶化明显.本文基于单层金属方环吸波结构,通过添加覆盖层,设计了具有宽频带、宽角度吸波特性的新型电路模拟吸波材料(circuit analog absorber,CAA).利用等效电路(equivalent circuit,EC)方法和严格的公式推导,对电磁波的反射与吸收性能进行精确表征,并进一步设计相应的差分进化算法极大地加快设计速度.仿真与算法计算结果表明,该结构针对横电波入射时(transverse electrical,TE波)的吸波角度达到60°,且反射系数小于-10dB的吸波带宽不小于118.4％.

摘要： 本发明实施例公开了一种高频等效电路、高频等效电路的建模方法及建模装置。该电路包括：等效电阻、等效电容和漏极寄生电感串联，并与寄生电感、吸收电阻和吸收电容串联形成的吸收电路并联，然后串联上管导通等效电阻、功率回路寄生电感、直流链路等效串联电阻、电源、功率回路电阻以及分流电阻。通过本发明，解决了相关技术中Cascode型GaN器件在高开关频率下引起较大的振荡，从而导致严重的电压超调、额外的功率损耗、电磁干扰噪声，甚至器件击穿，降低系统的可靠性的问题，达到了定量化地抑制开关振荡的和匹配抑制振荡的参数、保证GaN器件安全可靠运行并充分发挥GaN功率器件的高频开关特性的技术效果。

摘要： 本发明公开了一种MIM电容的等效电路、MIM电容等效电路的参数获取方法。所述等效电路包括：第一电容；第一电阻；第一电感、第二电感及第二电阻，第一电容的第一端与等效电路的第一端电连接，第二端与第一电感的第一端电连接，第一电感的第二端与第一电阻的第一端电连接，第一电阻的第二端与等效电路的第二端电连接；第二电阻的第一端与第一电阻的第一端电连接，第二端与第二电感的第一端电连接，第二电感的第二端与第一电阻的第一端电连接；第二电容、第三电容和第三电阻；第二电容的第一端与第一电容的第一端电连接，第二端与第三电容的第一端电连接；第四电容、第五电容和第四电阻；第四电阻与第五电容并联。本发明实施例等效电路的拟合精度较高。

摘要： 本发明涉及等效电路制作方法以及等效电路制作程序。本发明能够高精度地进行安装了3端子电容器的电路的模拟。为此，线路(Lin1)连接外部电极(14a、14b)间。线路(Lin2)连接外部电极(14c、14d)间。线路(Lin3)设置有电容成分(C1)，并且，连接线路(Lin1、Lin2)。电路成分(A3)由设置于线路(Lin2)与线路(Lin3)相连接的连接部分和外部电极(14c)间的电感成分(Lg1)或电阻成分(Rg1)的至少某一个构成。电路成分(A4)由设置于线路(Lin2)与线路(Lin3)相连接的连接部分和外部电极(14d)间的电感成分(Lg2)或电阻成分(Rg2)的至少某一个构成。

摘要： 本发明提供了一种基于等效电路模型的集成电路IBIS模型提取方法及系统，方法包括：获取集成电路无源部分的多层集成电路版图信息，设置提取相关参数和仿真参数；对多层集成电路无源部分识别其金属层‑介质形成的平行平板场域并进行网格剖分，计算电磁场；定义无源部分的多端口网络，根据无源部分多端口和多层集成电路的电磁场，计算无源部分多端口网络的散射参数，将散射参数转换为无源部分的SPICE模型；如果是有源模型，将有源部分的SPICE模型与无源SPICE模型通过耦合节点合并成新的SPICE模型；将SPICE模型转换为IBIS模型。能够根据用户不同的需求，来设置IC封装网络的IBIS模型提取相关参数和仿真参数，具有IBIS模型的提取完整度高、提取效率高、仿真精确性高等优点。

摘要： 本发明公开了一种用于集成电路的片上电感等效电路模型，包括输入端、输出端、串联部分和衬底部分；所述串联部分与所述衬底部分并联在输入端与输出端之间；所述串联部分中包括趋肤寄生单元，所述趋肤寄生单元并联在串联部分中电阻的两端，所述趋肤寄生单元包括依次串联的趋肤寄生电容、趋肤寄生电阻和趋肤寄生电感。本发明还提供了用于集成电路的片上电感等效电路模型中参数的提取方法。本发明提出的包含趋肤效应和衬底横向耦合效应寄生元件的片上电感等效电路模型能够提高仿真同测试结果的拟合精度。同时，电路模型的参数提取的方法也更加简单，使整个电路模型实现对片上电感的高精度仿真。

摘要： 基于多层次等效电路模型的集成电路电源网络瞬态分析求解的方法，含有基于直流分析的对电源线/电线网络进行瞬态分析的方法，其特征是：它是一种针对集成电路的电源线/地线网络具有规整的网状(Mesh)结构的特点，按照多网格方法的基本思想，把电路网络中的中间节点RLC电路的参数R、L、C和电流源近似等效到电路网络的角节点上，在当前层次基础上形成仅有角节点组成的粗电路网络层，逐层进行上述操作，形成最终的粗电路网络，然后列出线性方程组，利用现有的方法快速求解出此时刻等效电路的所有节点的电压值，再据此逐层恢复求出所有层中被合并节点此时刻的电压值的快速方法。其特点是在满足精度要求情况下，大幅提高模拟求解速度。

摘要： 本发明提供了一种基于等效电路模型的集成电路IBIS模型提取方法及系统，方法包括：获取集成电路无源部分的多层集成电路版图信息，设置提取相关参数和仿真参数；对多层集成电路无源部分识别其金属层‑介质形成的平行平板场域并进行网格剖分，计算电磁场；定义无源部分的多端口网络，根据无源部分多端口和多层集成电路的电磁场，计算无源部分多端口网络的散射参数，将散射参数转换为无源部分的SPICE模型；如果是有源模型，将有源部分的SPICE模型与无源SPICE模型通过耦合节点合并成新的SPICE模型；将SPICE模型转换为IBIS模型。能够根据用户不同的需求，来设置IC封装网络的IBIS模型提取相关参数和仿真参数，具有IBIS模型的提取完整度高、提取效率高、仿真精确性高等优点。

摘要： 本发明公开了一种用于集成电路的片上电感等效电路模型，包括输入端、输出端、串联部分和衬底部分；所述串联部分与所述衬底部分并联在输入端与输出端之间；所述串联部分中包括趋肤寄生单元，所述趋肤寄生单元并联在串联部分中电阻的两端，所述趋肤寄生单元包括依次串联的趋肤寄生电容、趋肤寄生电阻和趋肤寄生电感。本发明还提供了用于集成电路的片上电感等效电路模型中参数的提取方法。本发明提出的包含趋肤效应和衬底横向耦合效应寄生元件的片上电感等效电路模型能够提高仿真同测试结果的拟合精度。同时，电路模型的参数提取的方法也更加简单，使整个电路模型实现对片上电感的高精度仿真。

摘要： 本发明提供了一种将趋肤效应等效电路模型嵌入电路仿真器的方法，包括：建立电路中导体的趋肤效应等效电路模型以及模型计算公式；在电路仿真器中计算导体的直流电阻以及导体的低频电感；根据电路的实际应用确定最大频率；在电路仿真器中计算电阻系数α

摘要： 基于多层次等效电路模型的集成电路电源网络瞬态分析求解的方法，含有基于直流分析的对电源线/电线网络进行瞬态分析的方法，其特征是：它是一种针对集成电路的电源线/地线网络具有规整的网状(Mesh)结构的特点，按照多网格方法的基本思想，把电路网络中的中间节点RLC电路的参数R、L、C和电流源近似等效到电路网络的角节点上，在当前层次基础上形成仅有角节点组成的粗电路网络层，逐层进行上述操作，形成最终的粗电路网络，然后列出线性方程组，利用现有的方法快速求解出此时刻等效电路的所有节点的电压值，再据此逐层恢复求出所有层中被合并节点此时刻的电压值的快速方法。其特点是在满足精度要求情况下，大幅提高模拟求解速度。