SiC MOSFET短路特性

为确保碳化硅(SiC)功率器件在过载、短路等工况下能安全可靠地工作,必须充分认识SiC器件的短路机理。首先对SiC MOSFET硬开关短路故障下短路电流原理进行了分析,在此基础上对不同电路参数对SiC MOSFET短路特性的影响进行了对比分析,揭示了短路特性的关键影响因素,并对Si与SiC MOSFET短路能力和器件恶化机理进行了对比分析,从而为设计SiC MOSFET短路保护电路提供一定的指导。     

一种适用于SiC基变换器的桥臂串扰抑制方法

在对碳化硅基变换器中的桥臂串扰产生机理进行深入分析的基础上,提出一种新型有源箝位桥臂串扰抑制方法,并构成适用于碳化硅(Silicon carbide,SiC)基桥臂电路的串扰抑制驱动电路。给出其等效电路模态分析,讨论了关键参数的设计方法。设计制作了串扰抑制驱动电路模块板,并在1kW永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动实验平台上进行了验证。实验结果表明,该方法能够有效抑制SiC基变换器中的桥臂串扰。     

基于AFM胶体探针测量液固界面DLVO力及表面电势

表面电势是微纳流控芯片中流体流动的重要参数。本文介绍了基于AFM胶体探针技术测量液固界面DLVO力并进一步测量表面电势及表面电荷密度的方法。本文改进了胶体探针制作的技术手段，并提出用双探针法测量胶体探针的弹性系数。在0.1~1mM浓度范围内的NaCl溶液中，测量了硅、二氧化硅和氮化硅液固界面双电层内的DLVO力及表面电势。实验结果表明胶体探针技术可以很好地测量液固界面的DLVO力，尤其对静电力指数变化段非常敏感。通过DLVO力曲线可以间接测量表面电势、表面电荷密度等重要参数，是微纳流动及界面属性测量的有效手段。此外，在不同硅基材料表面的测量结果显示了硅烷醇基密度对表面电势起主导作用，可以通过选用不同硅烷醇基密度的材料来有效调控表面电势，从而在硅基材料制作的微流控芯片中调控电动流动的强弱。     

一种新颖的Z源逆变器直流链峰值电压控制策略

提出了一种适合于Z源逆变器的直流链峰值电压直接检测与控制方法。Z源逆变器中逆变桥等效输入电压为其直流链峰值电压,控制直流链峰值电压恒定有利于减小功率器件的电压应力,同时给逆变级提供一个相对稳定的工作状态以及简化逆变侧的设计。在分析Z源逆变器直流链电压特性的基础上,给出了直流链峰值电压的直接检测方法,具有实现方案简单、成本低,不存在现有直流链峰值检测方法中的延时以及算法复杂等缺点。通过对检测得到的直流链峰值电压进行控制,在不同的输入电压与负载条件下都能实现直流链峰值电压的恒定。交流输出电压采用了峰值电压控制策略,通过采样输出电压,能实时计算得到输出电压峰值,通过控制峰值电压的恒定能够实现输出电压的稳定。基于所提出的直流链峰值电压与输出电压峰值控制策略,能够同时实现直流链峰值电压和输出电压的稳定,稳态与动态性能良好。实验结果证实了该控制策略的有效性。     

外加磁场对CO2焊的影响

针对CO2气保焊飞溅大的缺陷,本课题组在研究其短路过渡机理和飞溅产生原因的基础上,开展了用纵向磁场控制CO2气体保护焊飞溅的初步尝试.在进行了大量的工艺实验基础上,得到了以下的结论在一定的焊接规范下,外加纵向磁场有效的控制了CO2焊短路过渡中的焊接飞溅,获得较好的工艺效果;同时,存在一个最佳的纵向磁场范围,在这个范围内,磁场对飞溅的控制效果较佳.     

开关点预置SPWM逆变器输出直流分量的控制

由于功率器件的离散性，开关点预置ＳＰＷＭ逆变器输出电压中含有直流分量，直流分量影响中点形成变压器和用电设备的正常工作，除了制作逆变器时对功率器件进行适当选配外，还应采用单相闭环调节电路抑制直流分量的大小，本文分析了直流分量产生的原因及其影响，介绍了直流分量控制的原理，并从功率管控制信号的修正和电路设计两个方面给出了直流分量调节系统的设计思想，试验结果表明本文所提出的直流分量调节方法是可行的。     

双凸极发电机电压调节的DSP控制实现

采用励磁电流负反馈技术的模拟调压器在航空发电机调压器上得到了应用，对这种模拟调压器进行研究，可以得到其对应的传递函数。文中将模拟调压器的传递函数进行数字化，得到了可以应用于数字调压器的控制算法。针对双凸极无刷直流发电机的调压要求，设计了以ＴＭＳ３２０Ｃ３２为核心的数字调压器硬件平台。采用上述控制算法的数字调压器对双凸极无刷直流发电机进行实验，取得了良好的控制效果。实验结果表明，在数字调压器中，采用     

寄生电感对SiC MOSFET开关特性的影响

随着开关频率的增大,寄生电感对碳化硅(SiC)器件动态开关过程的影响程度也越来越大,无法充分发挥其高速开关下低开关损耗的性能优势。本文采用理论定性分析与实验定量研究相结合的方法,考虑相关寄生电感,对SiC MOSFET基本开关电路建立数学模型,确立影响开关特性的主要因素,然后通过SiC器件高速电路双脉冲测试平台,对各部分寄生电感对SiC器件开关性能的影响进行系统研究,揭示寄生电感对SiC MOSFET开关特性的影响规律。在此基础之上,根据SiC高速开关电路实际布局的限制,在布局紧凑程度或回路走线总长度相对不变的情况下,对各部分寄生电感的匹配关系进行研究,归纳出SiC器件开关过程受寄生参数影响的特性规律,从而指导SiC基高速开关电路的优化布局设计。     

高速CO2焊接过程稳定性分析

利用汉诺威焊接质量分析仪,检测CO2焊短路过渡过程的电参数信号,研究高速焊接情况下燃弧时间与短路过渡周期的变化规律,分析了高速CO2焊接过程中短路过渡各个电参数对焊接过程稳定性的影响。对短路与燃弧阶段的电流、电压波形进行分析,认为波形控制可以有效改善焊接过程的稳定性。     

碳化硅MOSFET的Matlab/Simulink建模及其温度特性评估

为了更好地评估碳化硅(Silicon carbide,SiC)MOSFET在功率变换装置中的性能,需要建立精确的SiC MOSFET模型。针对传统的SiC MOSFET的建模方法的不足,在Matlab/Simulink环境中提出了一种基于先进迁移率模型的SiC MOSFET模型。利用Matlab/Simulink强大的数学处理能力和丰富的模块功能,该模型考虑了实际SiC/SiO_2界面特性的影响。利用SiC MOSFET的产品手册中的实测曲线和所搭建的实验电路的测试结果验证了所建立模型的准确性。基于所建立的模型,研究了SiC/SiO_2非常重要的界面参数——界面陷阱电荷对SiC MOSFET温度特性的影响;从模型和实验上对比了SiC MOSFET与Si MOSFET在开关电路中瞬态温度的变化,结果显示碳化硅功率器件具有非常优秀的温度特性。     

晶闸管模型及其电路的计算机仿真

对电路进行计算机辅助分析和设计,其基础是根据电路元件的模型,编制程序输入计算机进行运算。晶闸管是功率电子电路中的主要器件,所以在进行功率电子电路的计算机辅助分析和设计时,必须建立晶闸管的模型。在众多的模型中,不是简单粗糙,就是网络太大,需要在大型计算机上计算。考虑到一个晶闸管可以看成由两个三极管组合而成,而一般通用电路分析程序都含有三极管模型,所以可用电路分析程序对含有晶闸管的功率电子电路进行计算机辅助分析,且可在PC机上进行。 模型的主要参数可根据晶闸管的主要参数求出,本文对Hu—Ki模型提出的计算公式进行了初步论证。利用得到的模型,在IBM—PC上进行仿真分析,结果与试验结果基本一致。     

光电编码器信号处理及接口电路设计

本文着重从工程应用的角度讨论了光电编码器的辨向与倍频电路、脉冲计数器电路,以及与计算机的接口电路的设计方法,并以某电动三轴飞行模拟转台上所用的光电编码器信号处理及接口电路为例,详述了各功能电路的设计方法及一些实际问题的具体解决办法。试验结果表明:该电路板工作可靠、性能稳定,能在较为恶劣的环境下给出转角的精确测量值。     

基于智能功率模块PM30RSF060的驱动和保护电路设计

介绍智能功率模块PM30RSF060的原理与特性,在此基础上,提出一种基于PM30RSF060的驱动和保护电路设计方案。实际应用表明,此方案作为基于直流无刷电机驱动的稳定控制平台的驱动单元,具有良好的控制效果。     

电流模式可重构模拟信号处理电路

针对现有的可重构模拟电路存在功能有限、带宽小、灵活性不足等问题,设计了一种新的电流模式可重构模拟电路。设计了基于二代电流传输控制器的可重构模拟单元,能减小电路非线性失真,提高电路工作速度与抗干扰能力。设计了一种可编程开关数量较少的纵横交叉开关网络结构,提高了电路灵活性和高频性能。在2×4阵列结构上分别重构实现了四阶低通滤波器和模拟乘法器,实验结果表明所设计可重构模拟电路是有效的。     

捷联惯性制导系统的电路设计

本文通过对捷联惯性制导与平台惯性制导之间差异的分析，讨论了在进行捷联惯性制导系统的电路设计时所应注意的问题，在此基础上，用C32DSP和可编程逻辑器件，设计了一个捷联惯性制导系统的电路。     

双极型及全MOS集成运算放大器的非线性宏模型

本文建立了一种双极型集成运算放大器和MOS集成运算放大器的宏模型。模型对运放的线性及非线性特性考虑得较全面。由于宏模型的拓扑结构与实际运放的结构有一定的对应关系,故使用者无论是在理解、掌握、使用模型等方面都会感到很方便和容易。 模型可用SPICE程序来进行分析和验证,模拟验证结果表明,本文所建立的宏模型较以往的模型具有精度高、节省模拟时间等特点,与器件级模型相比较,宏模型在单个运放电路的模拟中所用时间约节省8倍。     

长空无人机驾驶仪的单片微机控制电路设计

本文研究了长空无人机系列驾驶仪的单片微机控制电路,经反复论证和优选,采用8752单片机构成基本的数字逻辑处理系统,并配以监控、黑匣子、接口和数模变换等电路。从而大大提高了控制系统的可靠性和控制功能。该电路取代了驾驶仪中传统的模拟电路。使长空无人机系列驾驶仪上了一个台阶。经各种试验和装机使用,取得了成功。     

基于开路电压法的电池荷电状态估计误差校正

本文提出分别研究电池开路电压在充电结束后停置过程和放电结束后停置过程的不同变化规律,并考虑了不同停置时间在两个过程中的作用和影响,从而达到提高开路电压法估算荷电状态精度的效果。实验验证表明,此方法的精度比传统开路电压法更加准确。     

真空等离子沉积中真空电弧的产生及触发电路的设计

在真空等离子沉积中，首先要触发真空电弧，由于等离子沉积本身所具有的复杂性，要成功地触发真空电弧必须考虑很多因素，如：阴极的材料、电极的结构、阴阳两电极之间的间隙、电极的表面状态、触发方式等。文中对影响触发电弧的因素以及在设计触发电路时需要的因素作了一定的分析，并在此基础上，提出了一个实用可靠的触发电路。     

大规模电路拓扑分析的Coates图分解法

针对大规模电路的拓扑分析问题,本文提出了Coates图的相关k-连接组的概念,得到了网络函数的相关k-连接组拓扑公式,从理论上研究了通过对Costes图的分层分解、逐层组合获得所需的相关k-连接组,从而对大规模电路进行拓扑分析的新方法。