伪火花放电开关的表面放电触发装置研究

设计了以半导体氧化锌和陶瓷为材料的伪火花开关的两种表面放电触发器，这两种触发器体积小，结构简单，可焙烧，大量实验（＞10^5次）表明，其可靠性高，寿命长，用它们触发的伪火花开关在放电电压30－2kV的范围内具有稳定的放电时延（陶瓷触发为50－340ns，氧化锌触发为100－500ns)和地延抖动（陶瓷触发为15－40ns，氧化锌触发为30－50ns)。由于触发电流大，因此可在极低的开关电压下触发开关，对耐受电压30kV的伪火花开关，其最低可触发开关电压可小于1kV(陶瓷触发为600V，氧化锌触发为440V）。     

基于表面闪络放电的伪火花开关触发特性的研究

采用不同介电常数的绝缘材料,设计了基于表面闪络放电的触发型伪火花开关,通过实验发现,两种相对介电常数较高的材料（介电常数分别为1162和3 460）制作的沿面闪络触发器,具有结构简单、体积小、触发特性稳定等特点,用它们制作的触发型伪火花开关,放电电压在2-30 kV范围内,触发型伪火花开关的放电时延和时延抖动分别为81-39 ns、25-8 ns和77-35 ns、21-6 ns.对于耐受电压30 kV的伪火花开关,其最低可靠工作电压可分别低至134 V和128 V,相应的动态工作电压范围分别为0.48%-99%和0.46%-99%.     

伪火花放电开关的实验研究

设计了典型参数下的伪火花放电开关,进行了空气介质下的放电实验研究.测量了伪火花开关耐受电压与气压关系曲线,确定了产生伪火花放电的气压范围.研究表明,当间隙距离和孔径均为3mm时,开关的伪火花放电气压范围为4～29Pa.实验发现,在伪火花放电和普通辉光放电之间存在一气压阈值,在本文实验条件下,该点的气压为29Pa,此时开关放电电压为2kV.测得了单间隙伪火花开关耐受电压的上限值(40kV),并对此现象进行了理论分析.计算了开关的放电电流密度和电流上升陡度,当导通电流为93kA时,其电流密度大于1 7×104A/cm2,电流上升陡度大于7 8×1010A/s,反峰系数为90%.最后,分析了伪火花开关的设计要点与性能影响因素.     

浅谈我国高压开关设备的发展

随着电力系统发展,高压开关设备的发展方兴未艾,呈现出一种从概念到工作原理、从制造技术到工艺设计全方位并进的局面。煤炭行业近年来在设计中大量使用高压真空开关、真空接触器,开关设备按其额定电压一般分为高压（35kV以上）、AR（35kV-6kV）、低压（6kV以下）,电力系统中高压开关设备一般指额定电压35kV以上的开关,而煤炭行业中高压开关一般指额定电压在6kV以上的开关。本文以煤炭行业的高压开关为主,叙述了我国高压开关的现状及发展方向,这对供配电专业的同行了解高压开关设备的发展状况具有一定的意义。     

优化电极场畸变间隙开关动作特性的实验研究

对电极经过优化设计的场畸变间隙开关的可控特性和击穿时延进行了较深入的研究。结果表明：当触发电极距下电极的距离为主电极距离的1/4和1/3处时,最低可靠击穿电压只有自击穿电压的55.8%和74.5%。适当下移触发电极可明显增大可控击穿电压范围。开关击穿时延受主间隙电压影响较大,触发电压对开关击穿时延的影响不显著。     

一种片上低触发电压高耐压NMOS ESD防护结构设计

设计了一种触发电压低于10 V,HBM耐压超过4kV的低触发、高耐压NMOS ESD防护结构.通过带钳位的栅耦合RC网络来适当抬升ESD泄放管栅压与衬底电压.在提高泄放能力与降低触发电压的同时,依然保持了较高的二次击穿电流It,从而增强了MOS防护结构在深亚微米CMOS电路中的ESD防护能力.该结构最终在CSMC HJ018工艺流片,并通过TLP测试平台测得触发电压低于10V,二次击穿电流3.5A,达到设计要求.     

数字式触发电路

数字式触发电路是将模拟式触发电路中的控制电压转变成数字量，通过对数字量的控制，达到对导通角的调节，从而控制触发脉冲。     

基于节能变频稳压电源的研究

利用TL494芯片控制开关稳压电源的导通和截止,通过控制输出的有效脉冲宽度变化,控制效率开关管导通时间及频率变化.实现主、次电源输出电压的稳定和最大带载功率200 W、节能30％,并具有开关稳压电源的过流与过压保护功能.     

真空触发开关通断特性实验研究

应用大电流 LC振荡回路对真空触发开关进行了大量实验研究 ,得出了不同频率下的极限通断能力 ,分析出电流变化率对通断能力的决定性影响 ,以及燃弧时间或电弧输入能量对上述影响的修正 .实验得知 ,试品尺寸下纵向磁场真空触发开关 ( TVS)可以在 1 0 k A/1 0 k Hz下进行合分操作 .对于更高的电流 ,由于真空电弧正的伏安特性 ,可由多个 TVS并联及同步触发完成 .     

用于温度传感芯片的开关电容积分器的设计

设计了一种应用于温度传感芯片的全差分开关电容积分器.在温度传感芯片中,Δ-Σ调制器接收温度传感模块输出电压信号,并将模拟的电压信号转换成对应的数字信号.全差分开关电容积分器是Δ-Σ调制器中最核心的元件,它把接收到的温度传感器模块输出的模拟信号转换为数字信号.在开关电容积分器的实际设计中,存在MOS开关的导通电阻和电荷注入、时钟溃通、采样尖峰等非理想因素.本文对这些非理想因素做了详细的分析,设计了一种全差分的开关电容积分器,可以抵消开关电容中电荷注入和时钟溃通带来的电压误差.同时,本文设计了一种全差分共源共栅放大器,可以很好的满足积分器的要求,从而提高整个系统的性能.     

真空触发开关性能指标及开断特性的试验研究

针对脉冲高频电流的情况分析了真空触发开关的性能指标以及影响因素,同时用电流过零前电流的下降速率与恢复电压的上升速率的乘积作为开断能力的衡量指标,进行了触发开关电流开断能力的试验研究,并对试验结果进行了讨论．研究表明,触发间隙的材料与结构、主间隙电极结构与材料、电流过零前电流的下降速率与恢复电压的上升速率、以及介质恢复强度等是影响真空触发开关开断能力的主要因素,在所定义开断能力衡量指标的条件下,真空触发开关的分断能力随电流频率的提高而增加．     

智能LiMn_2O_4材料电特性测试仪的充放电模块设计

为了研究材料的电特性,设计了一种智能LiMn_2O_4材料电特性测试仪.主要介绍了硬件核心单元充放电模块的设计, 根据锂离子电池的特点采用二阶段法充电.系统采用继电器对电路的充放电状态进行切换,采用多路开关4053对电池通道进行切换,其两组开关在恒流充电与恒压充电电路中接入不同的位置,从而实现了采用恒流转恒压的充电方式.     

相控真空开关中短间隙电弧介质恢复研究

讨论了真空短间隙及其对应的短燃弧时间对相控真空开关介质恢复特性的影响，应用金属蒸汽密度模型和不同的间隙边界条件，得到燃弧时间与电极表面温度、金属蒸汽密度的关系。进行开断试验得到工业真空开关(12kV，25kA)开断额定短路电流不发生重燃对应的临界燃弧时间为2．5ms，临界开距为3．2mm，为相控真空断路器的控制系统设计提供了理论和实验依据。     

配电变压器的非线性自动调压系统设计

为了提高配电变压器输出电压的稳定性,设计了一种新的配电变压器非线性自动调压系统。介绍了配电变压器非线性自动调压系统升压部分设计过程,主要包括升压变压器、交流接触器以及过电保护装置,给出电路图。分析了自动控制部分设计过程,包括电压检测电路、A/D转换电路以及控制电路。当配电变压器中的电压改变时,通过微处理器对采集的电压进行处理,在指定端口输出低电平,采用小型中间继电器对接触器的断开、闭合状态进行控制,以实现电压控制。按照系统性能要求对触发电路进行设计,给出反并联晶闸管模块触发电路。分析了触发电路半导体器件参数选择过程,经测试发现反并联晶闸管触发导通后,电压波形稳定,负载波形几乎无变形。对设计的非线性自动调压系统进行测试,设计系统能够保证配电变压器输出电压的稳定性。     

高精度轨对轨CMOS峰值检测电路设计

介绍了一种高精度轨对轨CMOS峰值检测电路设计。基于信号“先缩小后放大”,在MOS采样开关管控制下电源对存储电容充电,该电路实现了轨对轨峰值检测,降低了检测电路的工作电流,提高了MOS开关管的速度和峰值检测的精度。该电路设计基于CSMC 0.5 um CMOS工艺,采用了5 V单电源,检测精度小于1 mV ,检测电压范围为0～Vdd ,整个检测电路的静态电流消耗为2 mA,正常工作频率为0.1 HZ～10 KHz。     

快恢复硅堆在电热化学炮脉冲成形网络中的应用研究

该文对使用大功率高压硅堆的脉冲成形网络（PFN）的放电特性进行实验和理论分析,讨论了影响PFN输出脉冲电流波形的因素,通过引进触发真空开关（TVS）,设计、调试了储能2MJ的多PFN模块电热化学炮（ETCG）脉冲功率源。     

大功率GTO损耗特性的实验研究

为适应大功率门极关断晶闸管 ( GTO)不断增长的实验要求 ,建立了较大容量 ( 4 0 MVA/ 5 k V/ 8k A)的实验电路和快响应的测试设备 ,给出了选取电压和电流传感器的一般原则 ,并详细分析了影响 GTO开关波形的各种因素。基于所建实验系统 ,通过改变主电路和吸收电路的参数配置 ,系统研究了不同工况下 GTO的动态损耗特性。通过分析提出了开通和关断损耗的改进计算方法 ,在获得较高准确度( 95 % )的同时可降低对示波器测量分辨率的要求。实验方法和结果为 GTO的动态开关特性研究和应用系统设计提供了参考依据。     

关于De-Qing电路稳幅精度问题

De—Qing充电调节电路现在被广泛地应用在高功率高压线型调制器中作稳定高压脉冲幅度之用。大量实验表明这种电路若不采取必要的措施,它的稳幅精度是不高的。影响稳幅精度的主要因素包括充电终止的延迟、直流高压源的稳定性及纹波、参考阈电压的稳定性及释放回路的类别和元件值等。本文对各因素作了定量分析,分析表明与实验一致。分析得到的重要结论对设计与实践有重要意义。文章还给出了一些简单易行的方法可以使稳幅精度得到明显提高。     

相对论返波管慢波结构的优化设计和数值模拟

以环形电子束驱动的、正弦型周期慢波结构的相对论返波管(RBW O)为基础,设计了一种新型慢波结构的RBW O。采用数值模拟的方法对RBW O慢波结构的起始端和末端进行了优化设计,对微波工作频率进行了预测。在磁场为2.5T、二极管电压为710 kV、电流为10 kA的条件下,获得了频率为7.5GH z、微波功率为1.21GW、转换效率为26.6%的微波输出。研究结果表明这种慢波结构相对原结构在微波输出功率和转换效率上都有很大提高,微波工作频率与预测相符合。     

DWR-I遥操作高压带电作业机器人

介绍了一种适用于10 kV及以下电压等级配电系统的主从遥操作高压带电作业机器人系统DWR-I.该系统由移动汽车、升降机构、作业机械臂、主手、绝缘隔离变压器、夹持手、专用工具、绝缘防护装置、控制系统等组成.其中的夹持手可以根据夹持物自动调整自己的位置,以改变夹持力;波纹形状的绝缘连接件及配备隔离绝缘等级为10 kV的隔离变压器,解决了绝缘和电气隔离问题,并满足高压带电作业的绝缘要求.DWR-I机器人试验运行情况表明,其性能满足设计要求.