“碳化硅功率半导体技术”专题前言

半导体功率器件(即电力电子器件)是电力电子技术的三大核心基础之一,被比作电力电子装置的“CPU”。现有功率器件多采用Si基或SOI基,但是受限于自身材料特性的影响,在节能与转换效率方面越来越显示出他们的局限性。为解决上述问题,半导体功率器件除了继续对传统器件进行新理论和新结构的创新研究外,也正在遵循“一代材料、一代器件、一代装置、一代应用”的发展趋势,从传统的Si基和SOI基向宽禁带半导体SiC和GaN基进行扩展和延伸。     

电动汽车动态无线电能恒功率充电

电动汽车充电时,且电池电量低于80％时,为了保证充电效率一般采用恒功率充电.在动态无线电能传输系统中,电动汽车的不断移动会导致发射线圈和接受线圈的互感系数变化,致使电动汽车充电不稳定.为实现恒功率充电,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的动态无线电能传输系统(DWPT)恒功率输出的控制方法.通过对系统建立数学模型,对输出功率进行模型预测,建立最小化目标函数来获得期望输出功率所对应的最优占空比,使输出功率恒定.进行了模型预测控制的动态无线电能传输系统Simulink仿真,通过对比不同线圈互感系数下的输出功率,验证了该方法的可行性,并且通过搭建实物测得的数据也证实了该方法的可行性.     

基于可变速率LPPT的下垂控制的微电网光伏 系统的运行频率控制

本文的目的是改善光伏(PV)系统组成的孤岛微电网系统的频率调节。光伏系统运行在有限功率点跟踪(LPPT)模式下使光伏系统的有功功率应用下垂控制,反过来改善了微电网频率的调节。LPPT是用于从光伏系统获得可能比最大功率小的期望功率值的控制技术。可变速率LPPT是可用的LPPT控制中的最好控制技术,在工程中使用的技术。本文中使用的下垂控制器为基于母线频率与标称值(50Hz)的偏差的光伏系统运行在有限功率处提供指定的参考功率设定值。提出了一个案例研究来验证该方法的有效性。     

一种提升光伏微逆变器功率获取率的均压器结构

单个光伏模块由3～4个子模块组成,在1个或多个子模块受局部阴影影响时,即使每个光伏模块配备一台微逆变器也会导致光伏功率损失。在桥式光伏微逆变器的基础上,增加了一个LC谐振单元以及与子模块数量匹配的倍压整流器,形成了一个不需单独控制的均压器结构。该均压器可以对受局部阴影影响的子模块补偿电流,使得各子模块输出电压尽量保持接近,从而实现光伏模块输出功率稳定在最大功率点。分析了均压器的工作模态以及参数设计准则,通过仿真与实验样机验证了均压器在提升光伏模块功率获取率上具有显著的优势。     

风载作用下JQ900A型架桥机结构动态响应特性研究

鉴于架桥机发生前倾或侧翻事故较多,对其在风载作用下的结构动态响应进行了研究.首先构建了具有指数风廓线和Kaimal脉动风功率谱特性的风场模型,并采用FFT技术得到自然风风载时程曲线;其次,针对风载情况下JQ900A型架桥机架桥的4种危险工况,建立了架桥机的有限元模型,通过静力学分析进一步确定危险工况下整机的危险部位;最终将风载作为输入条件,对架桥机进行瞬态动力学分析,研究其危险部位的位移及应力特性.结果表明:轴线方向风载对架桥机结构动态响应影响最大,并且架桥机其他方向上稳定性和自身阻尼作用更强,因此更容易发生前倾事故.当处于半载和落梁工况时,主梁和前支腿的动态响应尤为明显,是实时监测和结构改进的重点.     

功率半导体国产替代进程加快,两大国产IGBT厂商加速上市

华创证券分析师耿璨认为,随着5G带来的万物互联及基站、数据中心数量的迅猛增长,及汽车电子化程度的不断提升,MOSFET及IGBT有望持续放量,带动功率半导体市场实现较快增长。国金证券也认为,2021年,功率半导体将在需求增长+涨价+国产替代的利好驱动下迎来发展良机,产业链积极受益。     

对银行ATM机干扰5G基站的案例分析

5G是新基建的主要领域之一。当前,5G基站建设正由起步阶段向快速发展阶段演进。随着5G基站建设步伐的加快,基于频率高、衰退强度大的原因,5G基站建设密度和数量将会迅猛增长,这不仅增加了干扰其他邻频的无线电业务(例如C波段卫星地球站)的几率,其自身受到外部干扰的几率也大大增加。本文通过一起ATM机对5G造成干扰的案例,对微功率设备管理进行了研究;结合工作经验,分析了5G频率使用保护存在的困难及解决办法。