一种共模扼流圈高频建模方法

技术特征：
1.一种共模扼流圈高频建模方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立共模扼流圈的高频等效电路；(2)利用矢量网络分析仪测量共模扼流圈的共模与差模阻抗；(3)使用差分进化算法分频段处理测得的共模扼流圈的阻抗数据；(4)搭建共模扼流圈高频模型。2.根据权利要求1所述共模扼流圈高频建模方法，其特征在于：步骤(1)中，所述共模扼流圈的高频等效电路分为共模部分和差模部分，包括多个共rlc并联谐振级；所述高频等效电路的输入端和输出端分别并联连接一电容c。3.根据权利要求2所述共模扼流圈高频建模方法，其特征在于：步骤(1)中，所述多个共rlc并联谐振级中每个谐振级包括一对耦合电感，将共模部分谐振级上下电感之间的耦合系数、差模部分谐振级上下电感之间的耦合系数设定为不同数值。4.根据权利要求1所述共模扼流圈高频建模方法，其特征在于，步骤(2)中，当测量共模通路的共模阻抗z
cm
时，采用的共模通路阻抗表达式为：式中，r
ci
、l
ci
、c
ci
分别表示共模通路的电阻、电感和电容。5.根据权利要求1所述共模扼流圈高频建模方法，其特征在于，步骤(2)中，当测量差模通路的差模阻抗z
dm
时，采用的差模通路阻抗表达式为：式中，r
di
、l
di
、c
di
分别表示差模通路的电阻、电感和电容。6.根据权利要求1所述共模扼流圈高频建模方法，其特征在于：步骤(3)中，在使用差分进化算法处理阻抗数据时，采用分频段的拟合方法，阻抗波形数据从开始频率到阻抗波形的第一个波谷为第一段，第一个波谷至第二个波谷为第二段，以此类推。7.根据权利要求1所述共模扼流圈高频建模方法，其特征在于，步骤(3)中，所述使用差分进化算法处理共模扼流圈的阻抗数据，具体包括以下步骤：(3.1)最优参数问题转化：将由共模扼流圈等效电路拓扑获得的阻抗表达式转化为阻抗幅值z
x
的表达式，之后将z
x
作为待优化rlc参数的原始函数，测量得到的阻抗数据z
m
为样本；设共模扼流圈等效电路模型的共模和差模阻抗幅值z
x
的表达式为：式中，d表示空间尺寸，式中，d表示空间尺寸，和分别表示第j个分量x
j
的最大值和最小值；f表示自变量；z
x
表示因变量；x1,x2,x3,..x
d
表示待定参数；利用de算法对共模和差模等效阻抗的rlc参数提取，其优化准则函数由系统模型残差最小平方和建立，如下：
式中，表示测量获得的共模和差模阻抗幅值；表示共模和差模阻抗等效电路的阻抗幅值计算值；当变量q为最小值时，对应的rlc参数即为最优参数；(3.2)初始化参数：随机产生以下初始种群(3.2)初始化参数：随机产生以下初始种群式中，n
p
表示种群大小；x
i
(0)表示总体中第0代的第i个个体；x
j,i
(0)表示第0代的第i个个体的第j个基因；rand(0,1)表示0到1之间的随机分布数；(3.3)变异操作：de算法以实际值参数向量作为每一代的种群，以种群中两个个体的加权差值作为中间个体，即差向量；之后将差向量加到第三个个体上，产生突变，如下所示：式中，f表示诱变因子，x
i
(g)表示g代种群的第i个个体；(3.4)交叉操作：按照规则将当前种群中个体的部分组成部分与突变个体的相应组成部分进行交换，从而产生交叉种群；g代种群|x
i
(g)|及其变异量{v
i
(g 1)}的交叉运算如下：式中，j
rand
表示[1,2,3
…
d]中的随机整数；c
r
表示交叉概率；(3.5)选择操作：如果下一代个体的目标函数小于当前个体的目标函数，则下一代个体将取代当前个体：(3.6)收敛判别操作：设x
i
(g 1)中的最优个体为x
best
(g 1)；当de运行到预定次数或目标函数值q达到设定的精度时，操作结束，预估结果为rlc参数的最优值；如果没有收敛，则返回步骤(3.2)，再次进行变异、交叉和选择。

技术总结
本发明公开了一种共模扼流圈高频建模方法，包括以下步骤：建立共模扼流圈的高频等效电路；利用矢量网络分析仪测量共模扼流圈的共模与差模阻抗；使用差分进化算法分频段处理测得的共模扼流圈的阻抗数据；搭建共模扼流圈高频模型。本发明能够在保持一定精确度的情况下完成9kHz到500MHz频率范围内的共模扼流圈高频模型建立。频模型建立。频模型建立。


技术研发人员：裴亚康 周孟夏 颜伟 刘玄 杨建 程彬
受保护的技术使用者：南京师范大学
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/29