预充电荷对RSD开通特性的影响

RSD(Reversely Switched Dynistots)是一种晶闸管与晶体管相间排列的多元胞结构半导体开关器件；采用控制等离子体层触发的开通模式。从理论上分析了预充电荷对RSD开通特性的影响。给出了RSD的开通条件，实验结果与理论分析相符。最后，提出了几种改善RSD开通特性的方法。     

RSD二维数值模拟与预充过程分析

为了加深对反向开关晶体管(RSD)器件原理的认识,本文基于半导体物理基本方程,在二维元胞单元上利用有限差分的方法建立了RSD器件的数值模型。模型考虑了载流子间散射、SRH和俄歇复合、碰撞电离等物理效应。采用实验电路提取的参数建立了RSD谐振预充触发电路的外电路模型。联合器件模型方程组和谐振触发外电路模型方程,利用Matlab语言采用Runge-Kutta和牛顿迭代的方法求解并获得了器件瞬态载流子分布和电压电流波形。本文在对比实验结果的基础上,解释并说明了模型的有效性和误差的产生原因。基于载流子和电流分布变化数据,详细分析了RSD预充过程。发现了预充过程中存在的强烈俄歇复合现象和电流抽取现象将导致预充电流注入的等离子体大量减少,因此不宜直接采用电流时间积分值计算预充电荷总量。     

基于脉冲变压器RSD直接式预充的设计与研究

基于反向开关晶体管(RSD)的工作原理,提出采用脉冲变压器隔离的直接式触发高压RSD,以解决系统对触发开关要求较高的问题。脉冲变压器的作用是隔离主放电回路的高压,同时在有限的时间内给RSD提供足够的预充电荷且经过一定的时间延迟后饱和。据此,利用变压器等效电路对其进行了设计,得到了变压器及电路的相关参数。利用电路仿真软件Saber仿真脉冲变压器的饱和特性,并进行了实验验证。最后以10kV电压通过RSD对负载放电为例,验证方案的可行性,得到峰值为12kA、底宽15μs、di/dt为2kA/μs的主电流。实验完毕,经测试,器件完好无损。     

基于并联电池组的预充算法研究

在设计储能系统时,电池组以并联方式提高能量,但并联电池组的电动势存在不均衡性,导致电池组之间产生"环流"现象。为解决此问题,根据预充电路提出相应的预充算法,该算法基于C#设计平台,比较预充时间与预充时间的阈值,在预充时间满足的条件下,计算各电池组总电压的差值,比较最大差值与预充总电压差的阈值,若最大差值满足条件,则停止预充,手动启动PCS,实现对整个系统的充放电。实践证明:该算法能够提高并联电池组电动势的一致性,避免环流造成电池过充过放,影响其寿命,进而可提高整个电池组的输出功率及使用效率。     

直流预电压对绝缘子外绝缘特性影响的研究

在直流预电压作用下 ,采用叠加操作电压对合成绝缘子、瓷绝缘子、支柱绝缘子外绝缘特性的变化进行了比较 ,发现由直流电晕引起的表面电荷影响绝缘子表面电场分布 ,从而影响其绝缘性能。在正极性操作电压作用下 ,正流注预电晕可降低外绝缘性能 ,负流注电晕可提高外绝缘性能     

直流预电压对绝缘子外绝缘特性影响的研究

在直流预电压作用下 ,采用叠加操作电压对合成绝缘子、瓷绝缘子、支柱绝缘子外绝缘特性的变化进行了比较 ,发现由直流电晕引起的表面电荷影响绝缘子表面电场分布 ,从而影响其绝缘性能。在正极性操作电压作用下 ,正流注预电晕可降低外绝缘性能 ,负流注电晕可提高外绝缘性能     

单相和三相电路的峰值电压检测

根据正弦和余弦信号之间的关系以及三相电路的对称特性,分别提出了单相和三相电路电压峰值的检测方法.与传统检测方法相比,它们能缩短或消除时延时间,加快检测速度,且检测精度不会受到电源频率漂移的影响.仿真研究证实了本文方法的正确性和有效性.     

论工频电压的峰值测量

工频分压器二次电压的测量,常用不带峰值测量的数字万用表检测,确认在非正弦周期电压波的作用下,此类表有很大的测量误差,在不能确定电源波形为正弦波时,不应用此类表来测量试验电压.高压表符合国家和IEC标准对工频电压测量的要求,能较准确的测量试验电压的峰值和有效值,是工频高电压测量更新换代的产品.     

两种不同预充拓扑的反向导通双晶复合管高压脉冲电路

为了获得窄脉宽下的大脉冲电流,研究了基于反向导通双晶复合管开关的2种不同预充拓扑的高压脉冲电路—直接预充拓扑和变压器预充拓扑。首先建立了RSD的工作拓扑模型,并分析了RSD正常开通所需要的条件:足够的预充电荷量QR和匹配的磁开关延时时间ts;然后按照开通的要求对电容、电感、负载等回路参数进行设计并选择合适的开关;最后,通过Saber仿真和实验验证了设计的合理性,并对结果进行了对比分析。根据实验结果,在主电压10kV下,两种拓扑电路分别成功通过了14μs脉宽下9.0kA的主电流和15μs脉宽下7.5kA的主电流,通过RSD开关的浪涌电流时间平方积分别为545A2·s、426A2·s。实验表明,直接式预充拓扑电路设计和维护相对容易,其主要应用在单次的人工控制环境;变压器预充拓扑电路能实现高低压隔离,其主要应用在重频自动控制环境。     

交流电压的峰值,均值,有效值的互换速算法

利用交流电压表测量各种交流电压的峰值、有效值和平均值、必须通过公式换算，本文给出了一种极为简便易记速算法。     

超高速半导体开关RSD的开通机理与大电流特性研究

基于反向注入控制RSD(Reversely Switched Dynistor)的大面积快速均匀开通、可无限串联、功率大、换流效率高、寿命长的特点,新开通机制的RSD将在脉冲功率技术中获得重要应用.本文研究了RSD的开通机理和开通条件,为器件开通特性的改进和预充电路的合理设计提供了依据;实验还表明,由小直径RSD的极限电流测试结果,可以用经验公式得到同类结构的任意通流面积RSD脉冲大电流耐量.     

脉冲功率器件RSD非均匀导通的实验研究

介绍了一种新型基于可控等离子体开通的半导体功率器件,即反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD),简述了其基本结构及工作原理。从理论上分析了导致RSD非均匀导通的因素,并通过实验进行验证,得到了2.5kV电压下,峰值电流为14.4k ARSD的典型开通特性。分析和实验结果都显示,导致RSD非均匀导通的因素主要有:磁开关与触发回路配合不当、器件预充不足、主电流的di/dt过高以及工艺因素等,其中前两个因素最为明显,在使用中应予以特别重视并加以避免。实验结果与理论分析能够很好地吻合。     

链式静止同步补偿器预充电稳压方法

以直流侧取电的链式静止同步补偿器(STATCOM)为研究对象,研究链式STATCOM在预充电状态下的直流侧电压的稳定状况。分析了直流侧在不采取稳压方案时各个模块电压发散的原因,总结了三种并联阻抗的稳压方案,分别为直流侧并联电阻、交流侧并联电阻以及交流侧并联电容。从理论上详细分析了模块稳压的机理,经过公式推导,给出各种方案下确定参数的详尽计算过程,并且给出了多个模块下的简化计算公式。最后通过4个模块的低压实验对所述理论进行了实验验证。     

一种高压RSD开关触发方法的设计

针对高压RSD(Reverse Switching Dynistor)开关触发的问题,提出了一种低压控制高压的二级RSD触发方案.可饱和变压器是该方案的关键,提出利用磁性元件设计软件(Magnetics Designer)来建立触发单元中可饱和变压器的SPICE模型,生成变压器的电气参数及绕制规格,并利用IsSpice4仿真软件来设计变压器两边的电容参数.最后以10kV高压RSD的触发为例,通过实验证明了该方法的有效性和合理性.     

基于功率MOSFET导通压降的短路保护方法

介绍了一种基于检测功率MOSFET导通压降实现短路保护的方法.该方法利用功率MOSFET自身导通电阻产生的导通压降,来得到保护控制信号,实现对功率MOSFET的保护.经实验及工程应用验证,该方法具有保护动作速度快,电路结构简单、可靠的特点.     

宽范围自动切换量程的峰值电压检测系统

介绍了一种由AT89C2051单片机实现的自动切换全程峰值电压检测系统。详细分析了程控放大电路、峰值采样保持电路、V／F转换电路的工作原理,并给出了程序流程图。     

电弧电压及燃弧时间的分析研究

本文根据电弧基本理论，对银基触头材料开断电阻性负载的电弧电压及燃弧时间进行了实验研究，通过分析比较得出，开断电流越大，燃弧时间越长，电弧电压的变化遵循交流电弧的伏安特性的结论。     

短时电压变动检测方法的研究

分析短时电压变动对电能质量的影响,指出衡量短时电压变动的幅值、持续时间及相位跳变3个指标,介绍有效值计算法、瞬时电压dq分解法和小波变换法3种检测短时电压变动的方法,并用Matlab软件对后2种方法进行仿真分析,总结了它们的特点及存在的问题,认为同时测量突变幅值和相位时,选择瞬时电压dq分解法最合适。