自供电同步开关电感阻尼电路功率特性分析

电感型同步开关阻尼技术的状态空间时域建模与仿真研究李凯翔;陈春兰;苏尔敦;王会利;陈永辉【摘要】同步开关阻尼技术是一种基于压电材料的半主动振动控制技术,由于此方法结构简单,易于实现,而且系统功耗极低.介绍了电感型同步开关阻尼技术(Synchronized Switch Damping on Inductor,简称SSDI)的振动控制机理,提出了基于状态空间方法的SSDI控制技术的时域建模方法.基于所建立数学模型,采用Simulink软件对系统的时域特性进行了仿真,验证了这种建模方法的可行性.同时介绍了同步开关阻尼技术的参数识别方法,为该技术的应用提供了理论参考.%Synchronized switch damping technique is one of the most popular smart material based vibration control treatments. It possesses several advantages such as simplicity, low power consumption and easy implementation. The damping principles of synchronized switch damping technique are systematically introduced at first The damping mechanism is explained from the point of view of energy. The mathematical model in time domain is established by adopting state-space representation and the parameters identification of this technique is introduced as well. In addition, the numerical simulation is carried out by using the developed state-space equations in Matlab/ Simulink environment which validates the proposed model.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)009【总页数】6页(P2371-2376)【关键词】同步开关阻尼技术;时域建模;参数识别【作者】李凯翔;陈春兰;苏尔敦;王会利;陈永辉【作者单位】中国飞机强度研究所,西安710065【正文语种】中文【中图分类】TM564.8结构振动控制是机械系统中常常需要解决的问题。

电感电容电阻解读
电感
电感是一种电子零部件，也叫做线圈或变压器。

它由一种可以由电流绕过的导线组成，该导线可以产生一个磁场。

当一个负载或电源连接到电感中时，它将产生一个反应磁场，从而影响电流的传输。

因此，它可以用来控制电源的输出电流，以及电源的稳定性。

电感常用于电源的调节，如电灯。

它也可以用于过滤器，以过滤掉线路中的干扰，保护电子设备的正常运行。

此外，它也可以用于电磁兼容测试，以测量设备如何容忍不同的电磁环境，以及如何与这些环境中的其他设备共存。

电感的几种基本参数可以用来表示电感的性能，这些参数包括电感的容量（也称为磁通），电阻值，以及其他参数，如电感的损耗。

它们可以用来判断电感是否满足应用要求，从而决定它们可以用于哪种应用。

电容
电容是一种电子零部件，由两个电极之间的绝缘介质组成。

当它连接到一个电源或负载时，它可以用来存储能量。

它的工作原理是，当电源供电时，它会吸收电荷，形成一个电压；当电源断电时，它就会释放能量，形成一个电流。

电感与交流电路的特性分析引言在现代电子技术领域，电感和交流电路是不可或缺的元素。

电感是一种储存电能的元件，而交流电路是指由交流电源供电的电路。

本文将从电感和交流电路的基本概念入手，探讨其特性，并分析其用途和优势。

一、电感的基本概念和特性电感是一种储存电能的元件，通过导线线圈中产生的磁场来储存电能。

当电流通过电感时，电感对电流的变化具有阻碍作用。

这种阻碍作用可以用电感的自感系数L（单位是亨利）来衡量。

根据法拉第电磁感应定律，当电流发生变化时，感生电动势会产生，从而使电感阻碍电流的流动。

二、交流电路的基本概念和特性交流电路是指由交流电源供电的电路，其中电流的方向和大小随时间变化。

交流电路常用的参数是交流电压幅值和频率。

在交流电路中，电容和电感是基本元件，它们共同构成了RLC电路。

交流电路的特性通过阻抗来描述，阻抗是交流电压和电流的比值。

阻抗的大小和相位差决定了电路的特性。

三、电感在交流电路中的应用与优势1. 电感在滤波电路中的应用在交流电路中，通过合理选择电感的参数，可以实现对特定频率的电流进行滤波。

例如，在无线电接收机中，电感常用于滤除杂波和噪声，使接收器只接收到所需的信号。

电感的滤波作用可以提高电路的性能和抗干扰能力。

2. 电感在变压器中的应用变压器是利用电磁感应现象将输入电压变换为不同大小的输出电压的装置。

其中，电感是变压器的重要组成部分。

通过改变输入和输出线圈的匝数比例，变压器可以实现将电压升高或降低的功能。

这种特性使得变压器在电力系统中被广泛应用，用于输电、变电和配电等领域。

3. 电感在振荡电路中的应用振荡电路是一种能够产生稳定的振荡信号的电路。

在振荡电路中，电感常与电容并联或串联使用，形成谐振回路。

通过调整电感和电容的参数，可以使振荡电路工作在特定的频率范围内，产生稳定的振荡信号。

振荡电路被广泛应用于射频发射、接收、计算机系统时钟等领域。

结论电感和交流电路是现代电子技术中不可或缺的元素，它们在滤波、变压和振荡等方面具有重要应用。

基于感应同步器尺的电力系统阻尼控制技术研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，而阻尼控制技术作为电力系统稳定运行的重要手段之一，一直受到广泛关注和研究。

在电力系统实际运行中，不断出现的振荡和谐波会给系统带来稳定性的威胁，因此，研究和开发高效的阻尼控制技术对于确保电力系统的可靠运行至关重要。

本文将重点探讨基于感应同步器尺的电力系统阻尼控制技术的研究进展。

首先，我们将介绍感应同步器尺的基本原理和工作机制，然后讨论其在电力系统阻尼控制中的应用，最后对相关研究进行综述和分析。

感应同步器尺是一种基于感应原理的测量装置，它使用传感器测量电力系统中的阻尼器状态，以实现电力系统的阻尼控制。

感应同步器尺的工作原理基于电磁感应现象，在电力系统中安装的感应同步器尺可以精确测量阻尼器的位置、速度和加速度等关键参数。

通过实时监测和反馈机制，感应同步器尺可以帮助电力系统及时调整阻尼器的工作状态，以提高系统的阻尼能力和稳定性。

感应同步器尺在电力系统阻尼控制中的应用非常广泛。

首先，它可以用于评估电力系统的阻尼性能。

通过实时监测阻尼器的工作状态，感应同步器尺可以提供准确的数据，帮助工程师评估电力系统的阻尼性能。

其次，感应同步器尺可以用于调整阻尼器的参数。

通过实时监测和反馈机制，感应同步器尺可以动态地调整阻尼器的参数，以满足电力系统的阻尼要求。

此外，感应同步器尺还可以用于预测和检测潜在的阻尼问题，提前采取相应的措施，以保证电力系统的稳定运行。

近年来，基于感应同步器尺的电力系统阻尼控制技术研究取得了一系列重要进展。

首先，研究人员通过改进感应同步器尺的设计和制造工艺，提高了其测量精度和稳定性。

其次，研究人员利用先进的数据处理技术，对感应同步器尺采集到的大量数据进行分析和挖掘，从而提取有用的信息和特征。

此外，在控制算法方面，研究人员提出了一系列新的算法和方法，包括模糊控制、自适应控制和最优控制等，用于优化电力系统阻尼控制的性能。

开关电源电路组成及常见电路详解一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。

辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理：①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。

当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。

②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。

因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。

③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。

若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。

2、DC输入滤波电路原理：①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。

②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。

在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。

当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。

如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。

电感器的基本原理与特性分析电感器，作为电子电路中常见的被动元件之一，起着重要的作用。

本文将对电感器的基本原理与特性进行分析。

一、电感器的基本原理电感器是由线圈或线圈组成的电子元件，它的主要作用是通过储存和释放电能来改变电路中的电流和电压。

1. 线圈效应电感器的基本原理是基于线圈效应。

当电流通过导线时，会产生一个磁场环绕着导线。

而当一个变化的电流通过电感器中的线圈时，由于磁感应线圈中的磁场发生变化，将产生一个感应电动势。

这就是电感器的工作原理。

2. 电感的公式电感的大小与线圈的线圈数目、线圈的直径、线圈的长度和线圈中的磁性材料有关。

一般来说，电感的计算公式为：L = (μ_0 * μ_r * N^2 * A) / l，其中L表示电感的大小，μ_0表示真空中的磁导率，μ_r表示磁导率相对于真空的倍数，N表示线圈的匝数，A表示线圈的截面积，l表示线圈的长度。

二、电感器的特性分析电感器除了具备基本的电感特性外，还有一些特殊的性质，如电感器的频率特性、品质因数等。

1. 频率特性电感器的频率特性是指在不同频率下电感器的电感值的变化情况。

一般来说，电感器在低频时电感值较大，在高频时电感值较小。

2. 品质因数品质因数是电感器的一个重要参数，它表示了电感器的能量损失情况。

品质因数越高，表示电感器的能量损失越小，电感器的性能越好。

3. 饱和电感饱和电感是指在电流增大到一定程度时，电感器中的磁场无法继续增加，导致电感器的电感值不再改变。

这是由于磁性材料的磁化过程受到限制所引起的。

4. 磁耦合电感器中的线圈之间通过磁场相互作用，形成磁耦合。

当两个线圈之间有磁耦合时，一个线圈中的电流变化将引起另一个线圈中的电动势变化，从而实现电流和电压的传输。

5. 常见应用电感器在电子电路中有着广泛的应用，如滤波器、振荡器、变压器等。

通过合理调整电感器的参数，可以使电子设备具备不同的功能和特性。

总结：电感器作为一种常用的电子元件，具备着重要的作用。

电感电路的特点电感电路是由电感器和其他电子元件组成的电路。

电感器是一种能够存储和释放电磁能量的元件，它的特点主要体现在以下几个方面。

1. 电感器具有阻碍电流变化的特性。

当电流在电感器中变化时，电感器会产生反向电动势，阻碍电流的变化。

这种特性使得电感电路在交流电路中起到阻抗的作用，能够限制电流的流动。

2. 电感器能够储存电磁能量。

当电流通过电感器时，会在电感器的线圈中产生磁场，这个磁场能够储存电磁能量。

当电流变化或断开时，电感器会释放储存的电磁能量，使其转化为电流。

3. 电感器对频率有选择性。

电感器对电流的阻碍程度与电流的频率有关。

当频率较低时，电感器的阻抗较大，电流难以通过；而当频率较高时，电感器的阻抗较小，电流容易通过。

这种特性使得电感电路在信号处理中能够实现对不同频率信号的分离和滤波。

4. 电感器具有自感性。

当电流变化时，电感器会产生自感电动势，使得电流在电感器中产生反向变化。

这种特性使得电感电路具有存储和释放能量的能力，能够实现对电流和电压的平滑调节和控制。

电感电路在电子设备和通信系统中有着广泛的应用。

例如，变压器是一种基于电感原理工作的电子设备，用于将交流电压变换为不同电压级别的电力传输和分配。

电感电路还可以用于滤波电路、振荡器、调谐器等电子电路中，实现对信号的处理和调节。

此外，电感电路还可以用于无线通信系统中的天线和射频电路中，实现信号的发射和接收。

电感电路具有阻碍电流变化、储存电磁能量、对频率有选择性和自感性等特点。

这些特点使得电感电路在电子设备和通信系统中发挥着重要的作用。

通过合理设计和应用电感电路，可以实现对电流、电压和信号的控制和调节，提高电子设备的性能和通信系统的可靠性。

同步发电机和交流电子技术、电阻和电感的综合应用同步发电机的基本原理同步发电机是一种基于电磁感应原理的发电设备，其主要组成部分包括转子、定子和端盖。

在同步发电机中，转子通过旋转产生电磁场，定子上的线圈则切割磁力线产生电动势。

同步发电机的转速与发电机输出的频率之间存在固定的关系，即转速等于频率乘以极对数。

这个关系保证了发电机输出的电能品质稳定。

交流电子技术的基本概念交流电子技术主要研究交流电信号的产生、传输、处理和控制。

在交流电子电路中，电阻、电感和电容是三种基本的元件。

电阻的应用电阻是交流电子电路中最常用的元件之一，其主要作用是限制电流的大小。

在电路中，电阻可以用来降低电压、分配电流、测量电流和电压等。

电感的应用电感是交流电子电路中另一种基本的元件。

电感的主要作用是储存能量，并且在电路中产生自感电动势。

电感在电路中的应用包括滤波、耦合、谐振等。

电容的应用电容是交流电子电路中另一种基本的元件。

电容的主要作用是储存电荷，并且在电路中产生电容电动势。

电容在电路中的应用包括滤波、耦合、旁路等。

同步发电机和交流电子技术的综合应用同步发电机和交流电子技术的综合应用主要表现在电力系统的控制和调节方面。

通过同步发电机，可以实现对电力系统的稳定供电和电压控制。

而交流电子技术则可以用来实现对发电机运行状态的监测和控制。

电阻和电感的综合应用在同步发电机中，电阻和电感的综合应用主要表现在对发电机负载的调节方面。

通过改变电阻和电感的大小，可以实现对发电机负载的调节，从而实现对电力系统的稳定供电。

电阻和电容的综合应用在同步发电机中，电阻和电容的综合应用主要表现在对发电机输出电压的稳定方面。

通过改变电阻和电容的大小，可以实现对发电机输出电压的稳定，从而实现对电力系统的稳定供电。

同步发电机和交流电子技术、电阻和电感的综合应用是一个复杂的学习知识点。

通过对同步发电机的基本原理、交流电子技术的基本概念以及电阻和电感的综合应用的了解，可以更好地理解和掌握电力系统的运行和控制。

开关电源的功耗是多方面的，包括功率MOSFET损耗、输入/输出电容损耗、控制器静态功耗以及电感损耗。

本文主要讨论电感损耗。

众所周知，电感损耗包括两方面：其一是与磁芯相关的损耗，即传统的铁损；其二是与电感绕组相关的损耗，即通常所谓的铜损。

功率电感在开关电源中作为一种储能元件，开关导通期间存储磁能，开关断开期间把存储的能量传送给负载。

磁滞特性是磁芯材料的典型特性，正是它产生电感磁芯的损耗。

导磁率越大，磁滞曲线越窄，磁芯功耗越小。

图1 电感功耗的等效模型电感磁芯中的功耗电感在一个开关周期内由于磁场强度改变产生的能量损耗是在开关导通期间输入电感的磁能与开关断开期间输出磁能之间的差值。

如果用ET代表一个开关周期电感的能量，则：。

根据安培定律：和法拉第定律：，上述等式中的ET为：。

随着电感电流减小，磁场强度减弱，而磁感应强度从另一回路返回并变小。

在此期间，大部分能量传送给负载，而存储能量和传送能量之间的差值即为损失的能量。

而磁芯由于磁滞特性引起的功耗是上述能量损耗乘以开关频率。

该损耗大小与艬n有关，对于大多数铁氧体材质磁芯而言，n介于2.5~3之间。

到目前为止，上述磁芯储能和损耗的推导与结论都基于下列条件：磁芯工作在非饱和区；开关频率在磁芯正常工作范围内。

电感磁芯除了上述的磁滞损耗外，第二种主要损耗是涡流损耗。

感应涡流在磁芯中流动将产生I2×R(或V2/R)的功耗。

如果把磁芯想象为一个高阻值元件RC，那么，在RC将产生感应电压，根据法拉第定律，，其中AC为磁芯的有效截面积，因此功耗为：，由此可见，磁芯由于涡流导致的功耗与磁芯中单位时间内磁通变化量的平方成正比。

另外，由于磁通变化量直接与所加电压成正比，所以，磁芯的涡流功耗与电感电压和占空比成正比，即：，其中VL为电感电压，tAPPLIED为一个开关周期(TP)中开关的导通(ON)或截止(OFF)时间。

由于磁芯材料的高阻特性，通常涡流损耗比磁滞损耗小得多，通常数据手册中给出的磁芯损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。

高频电源阻尼电感
高频电源是一种用于将电能转换为高频交流电能的装置。

它通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和逆变电路等组成。

在高频电源中，阻尼和电感起着重要的作用。

阻尼是指电路中的电阻元件对电流和电压的影响程度。

在高频电源中，适当的阻尼能够减少电路中的振荡和谐波，提高电源的稳定性和效率。

阻尼的大小取决于电阻元件的阻值和电感元件的特性。

合理选择阻值和电感元件能够实现对高频电源振荡的控制，从而提高电源的性能。

电感是高频电源中常用的元件之一。

它通过电流的变化产生磁场，进而储存和释放能量。

在电路中，电感能够抵抗电流的变化，起到稳定电流的作用。

在高频电源中，电感的选择和设计需要考虑电感的感应特性、电流容量和频率响应等因素。

合理选择电感元件能够提高电源的效率和稳定性。

高频电源中的阻尼和电感相互作用，共同影响电源的性能。

合理的阻尼设计可以减少电源的振荡和谐波，提高电源的稳定性和效率。

而适当选择和设计电感元件能够抵抗电流的变化，稳定电源的输出。

高频电源的阻尼和电感是影响电源性能的重要因素。

合理选择和设计阻尼和电感元件能够提高电源的稳定性、效率和性能。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求和要求，选择合适的阻尼和电感元
件，从而实现高频电源的优化设计。

功率MOSFET的正向导通等效电路功率MOSFET的正向导通等效电路张兴柱博士张兴柱博士张兴柱博士功率MOSFET的正向截止等效电路功率MOSFET的正向截止等效电路张兴柱博士功率MOSFET的稳态特性总结功率MOSFET的稳态特性总结张兴柱博士包含寄生参数的功率MOSFET等效电路包含寄生参数的功率MOSFET等效电路张兴柱博士功率MOSFET的开通和关断过程原理张兴柱博士t]：关断过程[95~t-- 在t5前，MOSFET工作于导通状态，t5时，MOSFET被驱动关断；-- [t5-t6]区间，MOSFET的Cgs电压经驱动电路电阻放电而下降，在t6时刻，MOSFET的通态电阻微微上升，DS电压梢稍增加，但DS电流不变；-- [t6-t7]区间，在t6时刻，MOSFET的Millier电容又变得很大，故GS电容的电压不变，放电电流流过Millier电容，使DS电压继续增加；-- [t7-t8]区间，至t7时刻，MOSFET的DS电压升至与Vgs相同的电压，Millier电容迅速减小，GS电容开始继续放电，此时DS电容上的电压迅速上升，DS电流则迅速下降；-- [t8-t9]区间，至t8时刻，GS电容已放电至Vth，MOSFET完全关断；该区间内GS电容继续放电直至零。

因二极管反向恢复引起的MOSFET开关波形因二极管反向恢复引起的MOSFET开关波形张兴柱博士功率MOSFET的功率损耗公式功率MOSFET的功率损耗公式张兴柱博士功率MOSFET的选择原则与步骤功率MOSFET的选择原则与步骤张兴柱博士理想开关的基本要求理想开关的基本要求张兴柱博士用电子开关实现理想开关的限制用电子开关实现理想开关的限制张兴柱博士（1）：电子开关的电压和电流方向有限制：（2）：电子开关的稳态开关特性有限制：-- 导通时有电压降；（正向压降，通态电阻等）-- 截止时有漏电流；-- 最大的通态电流有限制；-- 最大的阻断电压有限制；-- 控制信号有功率要求，等等。

开关电路与功率电子器件分析电子器件的分类中，功率电子器件是一类重要的器件。

它们广泛应用于各种电力和电子系统中，用于变换和控制电能的流动。

而在功率电子器件的应用中，开关电路则扮演着至关重要的角色。

在本文中，我将对开关电路与功率电子器件进行分析，探讨它们在电力系统中的作用以及相关技术。

开关电路是指能够完成打开与关闭动作的电路。

它由开关器件和控制电路组成，能够在电路中建立或中断电流的流动。

常见的开关器件包括二极管、晶体管、场效应管、继电器等。

这些器件具有快速开启和关闭的特点，能够满足电路对于快速切换的需求。

在功率电子器件中，开关电路通常用于实现信号调制、电流调整和电能控制等功能。

功率电子器件是指在电力系统中用于控制功率流动的器件。

常见的功率电子器件有可控硅器件（SCR）、MOSFET、IGBT等。

这些器件通过调整其工作状态，可以控制或调节电流的大小和方向，从而实现对电力系统的控制。

例如，可控硅器件可用于实现电压和电流的调整，被广泛应用于电力变换器和交流电机驱动器中。

而MOSFET和IGBT则常用于直流驱动器、逆变器和电能贮存系统中。

开关电路和功率电子器件在电力系统中具有重要的应用。

它们的主要作用有以下几个方面：第一，能量调整。

开关电路和功率电子器件能够将电网的电压和频率转换为适应特定负载的电压和频率。

通过改变电压和频率，实现对电力的精确控制和调整，满足不同设备的工作要求。

第二，电能贮存和再生利用。

在电力系统中，存在着大量的电能浪费和回收的问题。

开关电路和功率电子器件可以通过电能贮存和再生利用技术，将电能转化为其他形式的能量进行储存，以供后续使用。

这种技术在新能源领域有着广泛的应用，并对电力系统的可持续发展起到重要作用。

第三，电力系统保护。

开关电路和功率电子器件可以实现对电力系统的保护功能。

例如，当电力系统出现短路或过载等故障时，开关电路可以迅速切断电流，保护电力设备和供电网络的安全。

此外，通过对故障信号的检测和处理，能够实时监控系统状态，预防故障的发生。

装备环境工程第19卷第11期·62·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2022年11月自供电式同步翻转电荷提取电路的优化设计邱泓程1，隋丽1，王东亚2（1.北京理工大学 机电工程与控制国家级重点实验室，北京 100081；2.西北工业集团有限公司，西安 710043）摘要：目的解决现有接口电路俘能效率低、开关控制电路模块结构复杂等问题。

方法基于电压翻转及电荷提取技术，提出一种自供电式同步翻转电荷提取的压电能量俘获电路（Self-Powered Optimized Synchronous Inversion and Charge Extraction Circuit，SP-OSICE）。

该电路设计了2个电压峰值检测电路，检测压电换能器两端电压峰值，并在正峰值处进行一次电压翻转，然后在负峰值处采用同步电荷提取方法，提取压电换能器寄生电容上储存的电荷，提高能量的收集效率。

结果在低负载区，SP-OSICE电路的输出功率略低于SICE 电路的输出功率，随着负载电压的增大，SP-OSICE电路的输出功率略高于SICE电路，且可达到全桥整流电路最大输出功率的6倍以上。

结论 SP-OSICE电路优化了SICE电路中的开关控制策略，无需整流桥结构，提高了接口电路的输出功率。

整体电路采用自供电设计，无需外部辅助电路控制晶体管通断，降低了电路结构的复杂性。

仿真和实验结果均验证了SP-OSICE电路的优势。

关键词：压电能量俘获；接口电路；自供电；峰值检测；同步翻转；电荷提取中图分类号：TJ43 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2022)11-0062-07DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2022.11.009Optimized Design of Self-powered Synchronous Inversionand Charge Extraction CircuitQIU Hong-cheng1, SUI Li1, WANG Dong-ya2(1.Science and Technology on Electromechanical Dynamic Control Laboratory, Beijing Institute of Technology,Beijing 100081, China; 2.Northwest Industries Group Co., Ltd., Xi'an 710043, China)ABSTRACT: Aiming at the problems of low energy capture efficiency of existing interface circuits and complex structure of switch control modules, this paper presents a self-powered optimized synchronous inversion and charge extraction (hereinafter referred to as SP-OSICE) circuit,in which two passive peak detectors are employed to detect the extreme vibration displacement of the piezoelectric transducer. At the positive maximum, the voltage of the piezoelectric transducer is inversed. While at the negative maximum, the accumulated charge on the piezoelectric transducer is extracted, which can improve the energy capture efficiency of the interface circuit. The simulated and experimental results show that the output power of the SP-OSICE circuit is slightly lower than that of the SICE circuit when connected to the load with low impedance value, and higher than that of the收稿日期：2022–09–15；修订日期：2022–10–26Received：2022-09-15；Revised：2022-10-26作者简介：邱泓程（1999—），男，硕士研究生，主要研究方向为能量俘获电路设计及优化。

电路中的电感电流有哪些特点和应用电感是电路中常见的一个基本元件，它具有许多独特的特点和广泛的应用。

本文将对电路中的电感电流的特点和应用进行阐述。

一、电感电流的特点1. 电感电流具有拒绝变化的特点：当电流通过电感时，它会产生一个磁场，磁场的变化会引起电感内部电压的变化，从而抵抗电流的变化。

因此，电感电流具有拒绝变化的特性，在直流电路中可以看作是一个开路。

2. 电感电流滞后电压：当电感接入交流电路中时，由于电感内部电压变化的滞后性，电感电流将滞后于电压变化。

这种滞后性使得电感在交流电路中可以起到延迟电流的作用，调节电路的相位。

3. 电感电流与频率有关：频率对电感电流具有显著影响。

随着频率的增加，电感的阻抗会增加，电感电流会减小；随着频率的减小，电感的阻抗会减小，电感电流会增大。

4. 电感储能特性：电感可以将电能转化为磁能并储存在磁场中，当电流中断时，磁场中的磁能将重新转化为电能并释放出来。

这种储能特性使电感在电路中可以起到储能和释放能量的作用。

二、电感电流的应用1. 滤波器：根据电感对频率的阻抗特性，可以将电感与电容结合使用来实现对电路中特定频率的信号的滤波。

电感作为一个频率选择器，可以将所需频率范围内的信号通过，而将其他频率的信号抑制。

2. 变压器：变压器是由两个或多个线圈共用同一个铁心而构成的，一般包括主线圈和副线圈。

当交流信号通过主线圈时，由于磁感应耦合作用，将在副线圈中感应出一定大小的电势差，从而实现对电压的变换。

这种电感电流的应用广泛存在于电力系统中，用于实现电压的变换和能量的输送。

3. 电磁感应：电感是电磁感应现象的基本元件，当电流通过电感变化时，会产生一个磁场，并对周围的导体产生感应电动势。

这种特性被广泛应用于变压器、电动机、发电机等电力设备中。

4. 无线通信：电感可以用于无线电接收器和发射器中，作为天线的一部分。

在无线电通信中，电感可以起到导向电磁波和过滤噪声的作用。

5. 电力传输：电感在电力传输系统中起到抑制电流突变和调整电压的作用。

一种自感知型电感同步开关能量采集电路唐炜;黄伯达;曹景军;杜昕【摘要】It has been proved that by applying the SSHI ( Synchronized Switch Harvesting on Inductor ) can greatly improve the piezoelectric vibration energy harvesting efficiency. However,additional sensor and controller is needed to control the switch in the SSHI circuit. To reduce the dependence on external equipments,a new circuit called SS-SSHI(Self-Sensing Synchronized Switch Harvesting on Inductor) is proposed. It can achieve the switch-on-off of SSHI automatically through analog circuit without any external testing and control equipment. This paper elaborates the principles of SS-SSHI,analysis the work status and output power of SS-SSHI. Both theoretical and experimental results show that the harvested power can be significantly increased with SS-SSHI circuit,and the maximum power-output increased 99.23% compared to the SEH( Standard Energy Harvesting) circuit.%电感同步开关能量采集( SSHI)电路可显著提高压电式振动能量采集装置的工作效率，然而其开关控制需要外接传感器和控制器。

电器开关原理解读：探究开关的电感与电容的优化设计电器开关是电路中不可或缺的元件之一，它具有控制电路开闭的功能。

电器开关的原理涉及到电感和电容两个重要的物理概念，其优化设计可以提高开关的性能和可靠性。

首先，让我们来了解一下电感的作用。

电感是指导线中电流变化时产生的磁场所储存的能量。

当电器开关处于闭合状态时，电感会阻碍电流变化的速度，从而限制了电源对负载的供电能力。

这样可以避免电流变化瞬间过大，保护电路和设备的安全。

同时，电感可以抑制开闭过程中的电流尖峰，减小对电器开关的磨损和损坏。

因此，在电器开关的设计中，适当选择和设置电感是十分重要的。

一般来说，电感的设计应该根据负载电流和开闭速度来确定。

对于高负载电流和快速开闭速度的场合，应选择较大的电感。

接下来，让我们来探讨一下电容在电器开关中的作用。

电容是指两个导体之间的电荷储存单位。

在电器开关中，电容起到了分流和隔离电流的作用。

当电器开关处于闭合状态时，电容可以吸收一部分电流并储存电荷，从而减小负载电路中的电流。

这样可以避免负载电路过载，延长设备的使用寿命。

另外，电容还可以隔离电流，提高电器开关的安全性能。

当电器开关断开时，电容可以将负载电压快速释放，并分离开关触点，减少开关产生火花和噪声。

因此，在电器开关的设计中，合理选择和配置电容是至关重要的。

通常情况下，电容的大小与负载电流和负载电压成正比。

为了优化电器开关的设计，可以考虑结合电感和电容的特性进行综合优化。

一种典型的优化方法是采用LC电路。

LC电路由一个电感和一个电容串联或并联组成，可以形成一个谐振回路。

在电路频率接近谐振频率时，电感和电容之间的能量可以快速传递，从而提高电路的效率和响应速度。

此外，通过合理选择电感和电容的值，还可以调整谐振频率和频宽，提高电器开关的灵敏度和稳定性。

总之，电器开关的原理与电感和电容的特性密切相关。

合理选择和设置电感和电容，可以提高开关的性能和可靠性。

通过综合优化电路结构，如采用LC电路，还可以进一步提升开关的效率和响应速度。

电路中的电感和电感的特性电路中的电感是一种非常重要的元件，它在电子学和通信领域中扮演着重要的角色。

电感是指电流通过导体时所发生的自感现象，具有许多独特的特性和应用。

本文将探讨电路中的电感以及电感的特性。

一、电感的定义和原理电感是指当电流通过导体时，由于电流的变化而产生的自感作用。

简单来说，当电流通过电感时，电感会产生磁场，磁场的变化又会导致电感中的电势的变化。

这种变化导致电感产生反作用电动势，阻碍电流的变化。

因此，电感具有储能、阻抗和反馈的特性。

二、电感的特性1. 自感现象：电感是由于电流的变化而产生自感作用的。

当电流变化快速时，电感中产生的反作用电动势较大，阻碍电流变化。

所以，电感在直流电路中可以看作开路，而在交流电路中则具有较低的阻抗。

2. 储能特性：电感可以储存磁场能量。

当电流通过电感时，它会产生磁场，而磁场中储存的能量可以在电流中断时释放出来。

这种储能特性使得电感在电子设备中可以起到滤波、稳压和隔离的作用。

3. 阻抗特性：电感在交流电路中具有阻抗特性。

阻抗是电路中电压和电流之间的相对关系，它与频率有关。

具体来说，电感的阻抗随着频率的增加而增加，同时也与电感的电感值和电流的大小有关。

4. 能量损耗：电感中存在耐流线圈和环形元件，这些元件由于电流的通过而产生能量损耗。

能量损耗会导致电感发热，降低电感的性能，并可能影响电路的稳定性。

三、电感在电子学中的应用1. 滤波器：电感可以在电路中起到滤波的作用。

通过调整电感的阻抗特性，可以选择性地通过或阻止某个频率范围内的信号，从而实现滤波效果。

2. 变压器：电感在变压器中发挥着重要作用。

通过改变电感线圈的匝数，可以在输出端获得电压的升降。

3. 噪声抑制：电感可以消除电路中的高频噪声。

通过将电感与高频信号连接，可以将高频噪声滤除。

4. 天线：电感也常常用于天线系统中，以调整天线电路的特性阻抗，并提高接收到的信号质量。

综上所述，电感作为电子学领域中一种重要的元件，具有独特的特性和多样的应用。

理想电感的特点电感是电路中常见的被动元件之一，它具有一系列的特点，包括但不限于以下几个方面：1.电感的自感性：电感是由导线或线圈组成的，当通过电流时，会产生磁场，从而使电感内部存储能量。

这种自感性使得电感能够在电路中起到储能的作用。

2.电感的感应性：当电感周围的磁场发生变化时，电感中会产生感应电动势，从而产生感应电流。

这种感应性使得电感能够对电路中的变化信号进行滤波和耦合。

3.电感的阻抗特性：电感对交流电有阻抗，其阻抗大小与频率有关。

在低频时，电感的阻抗较大，对交流电起到阻抗作用；而在高频时，电感的阻抗较小，对交流电起到导通作用。

这种阻抗特性使得电感能够在电路中实现频率选择和信号衰减。

4.电感的能量损耗：电感在工作过程中会有能量损耗，主要表现为电感内部电阻的功耗。

这种能量损耗使得电感会产生一定的热量，需要注意散热问题。

5.电感的尺寸和材料：电感的尺寸和材料也是其特点之一。

尺寸的选择与电感的电感值和电流负载有关，而材料的选择与电感的工作频率和温度有关。

通过合理选择尺寸和材料，可以满足电路设计的要求。

6.电感的耐压能力：电感需要能够承受一定的电压，以避免击穿和损坏。

耐压能力是电感的重要特点之一，需要根据具体的应用场景进行选择。

7.电感的稳定性：电感的稳定性包括温度稳定性和时间稳定性。

温度稳定性是指电感在不同温度下电感值的变化情况，时间稳定性是指电感在长时间使用后电感值的变化情况。

稳定性是电感的重要特点之一，需要在电路设计中予以考虑。

总的来说，理想电感应具备良好的自感性、感应性、阻抗特性和能量损耗控制；具备合适的尺寸和材料选择，能够承受一定的电压；并具备较好的稳定性，能够在不同温度和使用时间下保持稳定的电感值。

这些特点使得电感能够在各种电路中发挥重要的作用，例如滤波、耦合、阻抗匹配等。

同时，也需要根据具体的应用场景，合理选择电感的参数和性能，以满足电路设计的要求。