大功率可控硅的正向特性理论

考虑到大注入下的电子—空穴等离子体散射效应并应用对称边界条件,本文建立起了一种大功率可控硅的正向特性公式。数字计算表明,所得新公式与Herlet的实验数据和我国华中工学院等的实验和生产数据较好符合。考虑到一机部部颁标准要求测元件的平均通态正向压降而不是瞬态通态正向压降,本文还进一步从瞬态压降公式导出了平均压降的公式,以供设计和产品质量检查时参考。     

同相功率合成网络的特性研究

从理论和实验上对同相功率合成网络的隔离特性和合成特性作了分析 ,给出了千瓦级同相功率合成实用电路 ,经测试表明 ,网络的工作特性与参数有关 ,也与频率有关 ,在元件参数不完全对称的情况下 ,频率对参数的影响较为明显。     

SSAD器件的数值分析和特性研究

本文采用数值分析模拟方法对新型类晶闸管结构的半导体涌吸收器件的关键特性进行了理论分析,根据实际工艺条件决定了边界条件和分割点方案并编写了计算程序。计算分析结果表明：在满足正向转折电压要求情况下,尽量减少有效基区宽度是降低通态压降,提高器件过浪涌能力,提高维持电流的关键措施。实验制作两批样品,测试结果证明了这一结论。     

高压大电流MCT导通特性及缓冲层结构研究

高压大电流MOS场控晶闸管(MCT)在一些大型专用军事设备中起着难以替代的作用,进一步改善MCT的输出特性对提高我国战略武器和常规武器水平具有重大意义.首先根据电参数指标要求,利用TCAD半导体器件仿真软件对高压大电流MOS场控晶闸管(MCT)单胞横向、纵向结构参数进行设计.然后基于非等温能量平衡模型,全面系统地分析了在不同的阳极电压和阳极电流情况下,MCT导通特性的变化特点和规律.最后对MCT所采用的缓冲层结构对正向阻断电压与饱和压降的影响进行了详细地研究.仿真结果表明:在不同的阳极电压和电流情况下,MCT内部电流路径变化、电流路径上等效导通电阻的变化及晶格温度是影响MCT导通特性的主要因素.当栅极-阴极电压一定时,随着阳极电压增大,阳极电流先增大后减小.随着阳极电流增大,阳极电压出现振荡和负阻现象.当缓冲层厚度一定时,随着缓冲层掺杂浓度的增大,正向阻断电压呈现先增大后减小再增大的变化特点,当缓冲层掺杂浓度一定时,随着缓冲层厚度的增大,正向阻断电压先增大后减小.缓冲层掺杂浓度越高、厚度越厚,MCT饱和压降越大.     

提高500A 2KV风冷硅整流元件质量的若干问题

本文阐述了提高500A、2KV风冷硅整流元件质量的三个问题:提高500A、2KV以上管芯成品率;提高整流元件表面的稳定性;提高整流元件的电流过载能力。应用电子计算机计算分析了元件功率损耗及结构参数对过载瞬时最高结温的影响。根据过载瞬时最高结温和元件的高温特性,初步分析了元件的极限过载能力。     

非理想Buck变换器的建模与仿真

以Buck变换器连续工作模式（CCM）为例,考虑到实际的功率MOSFET管、二极管、电感和电容的寄生参数,如MOSFET的导通电阻、二极管的正向压降和正向电阻、电感的等效串联电阻和电容的等效串联电阻的影响,对非理想Buck变换器进行建模和仿真分析,为DC-DC开关变换器设计和系统控制电路的设计提供依据。     

基于OFDMA的无人机群通信链路资源分配算法研究

针对基于OFDMA的无人机群通信链路资源分配中系统容量与用户公平度之间的矛盾,提出了一种新的资源分配算法。该算法主要由子载波分配和功率分配两部分组成。该算法在子载波分配过程中,每个子载波等功率分配,通过设置公平度门限确保在最大化系统容量时兼顾用户公平度;在用户功率分配过程中,采用基于灰狼算法的功率寻优策略,通过全局搜索实现用户间的功率分配。仿真结果表明,文中提出基于灰狼算法的功率分配方法具有较好的稳健性与寻优能力,即使在用户数较多的情况下,仍然能够在最大化系统容量的同时具有较高的用户公平度,并且还可通过设置公平度门限的大小,灵活地调整系统容量与用户公平度之间的关系。     

双回风井并联通风特性数值分析

针对双风井风机并联运行的特性问题,文中以宝积山煤矿通风系统为例,采用网络解算方法,分别研究了通风网络和通风机的特性。通风网络方面,公共网络风阻与风井回风段风阻比值越大,通风压降也越大,另外,通风功率呈现先增大后降低的规律;通风机方面,当通风机性能工况调整时,对公共风路通风压降有影响,同时也影响另一通风机性能,如果功率增大,公共风路压降增大,另一通风机工况点上移。研究规律对于现场调整通风系统具有指导作用。     

IEC-GCT阳极结构参数的优化设计

在分析IEC-GCT器件结构与工作机理的基础上,利用器件分析工具Silvaco模拟了IEC阳极结构的参数变化对IEC-GCT器件通态特性和关断特性的影响。结果表明,阳极区和短路区掺杂浓度及阳极短路比对通态压降和关断时间有较大影响,覆盖在p阳极上的氧化层宽度对通态特性影响较小,并给出了优化设计后的结构参数。     

一种新的PWM整流器电感上限值设计方法

从PWM整流器网侧输入正弦电流在过零处最大变化率与其所能承受最大功率的关系出发,分析了在电流过零处一个PWM采样周期内输入电流变化率与各开关导通时间的关系,提出了一种PWM整流器网侧电感上限值的设计方法.同时在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同电感值情况下系统输出直流电压和输入电流的变化波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

基于模糊控制的光伏微电网复合储能控制策略优化研究

微电网中复合储能的功率分配问题一直是业内研究的热点,以光伏微电网为应用场景,电源功率波动和负载功率波动在时间上呈现出的非线性特性会对储能系统控制产生影响。针对这一问题,在基于源-荷功率预测的复合储能控制策略上进行优化,利用模糊算法对非线性问题的处理优势,在储能元件功率分配的情况中加入模糊控制器,兼顾考虑储能电池SOC(State of Charge)与微电网功率波动之间的非线性关系,设计微电网预测能量与实际并网能量的差额分配算法,对储能系统有功率参考值进行实时修正,从而达到调节储能系统SOC的效果。实现了在长时间尺度中,实际并网功率能准确跟踪并网调度,储能元件不会产生过充或过放的现象,从而降低了储能元件的损坏率,提高了复合储能系统运行的安全稳定性能,延长了储能系统使用寿命的目的。实验结果表明：与优化前的控制策略相比,在相同工况下优化后的控制策略使蓄电池SOC波动范围缩小15.6%,一直保持在40%～60%之间波动。     

低压开关触头压降取样电路的设计

针对低压开关通断前后端电压相差很大,触头压降检测仪表难以兼顾精度与安全的问题,利用稳压二极管的稳压特性,提出一种检测触头压降的无源电路取样方案.在此基础上,对取样电路中限流电阻和稳压二极管的影响进行理论分析,确定选取规则.然后,通过直流特性测试,检测取样电路测量误差;通过频率特性测试,检测取样电路对不同频率谐波的衰减和失真情况;通过模拟工况测试,检测取样电路的实际应用情况.实验结果表明:低压开关触头压降取样电路有助于实现精确测量触头压降,并保证检测仪表安全.     

双管串联的功率变换器

结合一高频高压开关电源实际课题,针对高压输出情况下功率管的耐压问题,提出了在功率变换级采用双管串联反激组态电路解决管子耐压的有效措施。     

利用PN结伏安特性测量电子电量

利用PN结正向压降温度特性实验组合仪,通过测量PN结的正向伏安特性,在PN结电流小于200μA情况下,采用非线性回归方法计算了电子电荷量,该测量值1.582×10-19 C,与公认值1.602×10-19 C的相对误差仅为1.2%.     

获得高耐压P—n结的有关工艺技术

从节省能源的意义出发,大功率硅整流元件和晶闸管的制造及应用在国民经济中占有不可低估的作用。元件的高压化、大电流化、快的开关速度化将成为今后大功率半导体器件的明确发展方向。在高耐压化、大电流化、快的开关速度化特性中,其中高耐压化受工艺技术难度的影响比较大。目前,就国际水平范围内,超4000伏耐压也还很不普遍。为了突破大功率半导体元件高耐压的问题,我们的实验室试做了3000—4000伏耐压的 p-n 结,并以此为基础,对有关工艺技术问题做些探讨。     

漂移区槽氧高压SOI-LDMOS器件模型

为了获得SOI-LDMOS器件耐压和比导通电阻的良好折衷,提出了一种漂移区槽氧SOI-LDMOS高压器件新结构．利用漂移区槽氧和栅、漏场板优化横向电场提高了横向耐压和漂移区的渗杂浓度．借助二维仿真软件对该器件的耐压和比导通电阻特性进行了研究,结果表明该器件与常规SOI—LDMOS结构相比在相同漂移区长度下耐压提高了31％．在相同耐压下比导通电阻降低了34．8％．     

基于无功功率和储能平衡的配网馈线电压控制

针对屋顶光伏发电系统接入低压配电馈线引起的配网电压不稳定问题,在满足低压馈线的电压波动机理的前提下,考虑配网线路容量和逆变器容量不变的特性,提出一种无功、有功、储能三者相结合的控制方法,以防止低压馈线电压失稳的现象发生。该策略首先利用光伏逆变器自身的剩余容量吸收无功功率,在一定程度上改善配网馈线的电压分布,然后运用有功控制得出每个光伏系统的功率输出。研究结果表明:在过电压情况下,可将多余功率通过光伏发电系统自身的蓄电池储能吸收,于高负载需求或夜间电压跌落时将储能释放,提高电网对新能源的消纳能力和新能源的输出功率;新型无功、有功、储能三者协同的功率优化方案不仅具有使馈线电压平衡的能力,而且具有更高的光伏利用效率,适用于未来大规模光伏接入配网的环境。     

4H-SiC功率肖特基二极管可靠性研究进展

 4H-SiC功率器件作为一种宽禁带半导体器件，凭借突出的材料优势具有耐压高、导通电阻低、散热好等优势。近年来随着器件的逐步商用，器件的可靠性问题成为新的研究热点。综述了本课题组近期在4H-SiC功率二极管可靠性方面的研究进展，通过高温存储和高压反偏可靠性问题的研究，分析了器件性能退化机制。通过重复雪崩可靠性问题的研究，提出了一种可有效提升器件抗重复雪崩能力的终端方案。     

多元件行星排变速方案分析与设计

本文讨论由双星或双联行星或三联行星构成的多元件行星齿轮传动,分析其运动学方程组和速度平面图及共复合机构,建立设计多元件行星齿轮变速箱的理论方法和步骤。 一个多元件行星排所能实现的档数,相当于3到5个普通三元件行星排所组成的行星传动的档数,其复合应用所能实现的档数更多。因而按要求的一定传动比值设计的力案和结构可以得到简化,带来在尺寸、重量,效率和成本等许多方面的优点。此外,在任何情况下不会出现传动内部的功率循环。 本文所提出的规律和理论方法是在三元件行星传动和换联式三自由度行星传动方案设计基础上的进一步发展,使行星变速箱方案设计理论扩展到一个新的领域,可以方便地创造出实现所需传动此的许多优良方案。     

基于耦合电感低输入电流纹波高增益DC/DC变换器

针对如何提高增益和变换效率,并降低耦合电感型变换器的输入电流纹波问题,提出一种基于耦合电感 低输入电流纹波高增益DC/DC 变换器。通过引入无源零波纹电路,降低输入电流纹波,从而减小输入电流应 力; 同时,通过合理设计耦合电感变比,可实现变换器的高增益特性。通过理论分析和仿真实验结果表明, 该变换器的输入电流纹波大幅降低,并且所有开关管均实现了软开关,大大降低了开关损耗。同时,该变换器 各器件电压应力均远低于输出电压,有利于采用低耐压元件以降低导通损耗,提高变换器的性能。