摘要：针对植入式装置的经皮无线能量传输中,体内接收小线圈品质因数低、自谐振频率高且难以与体外线圈匹配共振的问题,提出采用多子线圈串接构建空心体内能量接收线圈兼作植入电路的封装,并对子线圈中外径26 mm的印刷平面螺旋线圈(P-PSC)进行优化设计.在选定基材、基板厚度和线厚的基础上,采用部分元等效电路法仿真计算P-PSC的自谐振频率和品质因数,分析内半径、匝数及线宽线距比的影响,优选得到低剖面、高性能PPSC的设计参数.测得双层P-PSC的自谐振频率和品质因数分别为10.37 MHz和82.3,结果表明:本研究的单、双层P-PSC性能综合评价指标均高于同类线圈,空心能量接收线圈尺寸为Φ26.00 mm×4.55 mm,自谐振频率低至6.78 MHz,品质因数可达67.1,在满足安全限制的条件下,距离发射线圈4 cm的接收功率为269 mW,能量传输效率(PTE)为24.2%.

摘要：磁耦合机构作为无线电能传输的核心部分,直接决定系统的传输性能。目前广泛采用加装磁芯来提高耦合机构的传输性能。然而加入磁芯后,线圈与磁芯的融合建模及协同设计问题,目前多依赖于电磁仿真软件及二维分区建模,该方法无法量化磁芯参数对系统传输性能的作用。此处基于部分元等效电路(PEEC)对磁芯进行建模,根据磁性材料特性分别从涡流、磁化强度两方面构建磁芯二元模型,并引入退磁因子对磁化强度模型进行修正。基于电场积分方程构建了以磁芯涡流、节点电压和磁化强度为未知量的解决矩阵,实现了线圈与磁芯融合建模。在融合建模的基础上,基于矢量磁位提取了带芯线圈的自感系数,将建模结果与商用仿真软件及实验进行对比,其误差控制在5%以内,验证了建模结果的准确性。带芯线圈自感参数量化了磁芯对线圈的附加耦合作用,为磁芯结构设计提供理论支撑。

摘要：为保证机载电气设备的正常运行,复合材料飞机机身需增设金属接地回流网络来满足机上电气系统的接地需求。针对复合材料飞机接地回流网络网内压降计算问题,采用基于导体的体积部分元等效电路方法,对安装在复合材料飞机上的接地回流网络进行建模,通过计算接地回流网络接地点间的阻抗及接地回路的电流分布,分析某型飞机28 VDC、115 VAC汇流条上部分配电单元负载在巡航工况下接地网内沿路径的电压降,并考虑了故障电流注入及构件间接触阻抗对接地回流网络网内压降的影响。通过建立简化模型对网内压降进行分析,所提出的网内压降计算方法及仿真计算结果可为复合材料飞机接地回流网络的设计安装、故障管理及电气保护系统设计等方面提供参考。

摘要：部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)是电路设计、集成封装和电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)分析等领域中强有力的工具。随着导体尺寸和频率的不断增加,有效的剖分方法变得越来越重要,因此必须对PEEC剖分方法进行系统研究。该文基于导体电流的分布规律,分析现有剖分方法的缺点,确定相等面积不均匀剖分数的计算方法,提出一种基于集肤深度的新型不均匀剖分方法,当频率较高或导体尺寸较大时,只需较少的剖分单元就可得到准确的计算结果,并经实验进行了验证。根据实际情况合理选择剖分方法,会节省大量计算机资源,具有非常重要的意义。

摘要：采用部分元等效电路方法,结合近似的三维闭式格林函数,在10GHz以下的频率范围提出了一种针对有耗硅衬底上螺旋电感的准静态建模新方法.该方法充分考虑了有耗的硅衬底、趋肤效应、接近效应等因素对螺旋电感电特性的影响,通过与全波分析方法对比,证明在相当宽的频率范围该方法是有效、可行的,可广泛应用于微波和射频硅集成电路的优化设计和仿真.

摘要：二线圈无线电能传输系统有串联馈电和并联馈电两种馈电方式。为了研究不同馈电方式时系统的性能,对两种不同馈电方式的二线圈无线电能传输系统构建集总等效电路,并推导系统正向传输参数S21和效率的计算方法,以分析系统功率传输能力和效率。针对一对无线电能传输线圈实体结构,分别构建采用两种不同馈电方式时的系统部分元等效模型,计算两种馈电方式下的系统功率传输能力和效率,结果与集总参数电路模型的分析结果具有较好的一致性。最后,设计了二线圈无线电能传输系统的实验平台,所得实验结果与理论分析和部分元模型计算结果相吻合,验证了理论分析的正确性。