“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。     

轨道交通高频充电机应用研究

设计了一种轨道交通用的高频充电机,该充电机采用基于移相控制的全桥零电压开关（zvS）变换器的拓扑结构。对该充电机主要参数进行计算和系统建模,仿真结果满足系统要求。主控芯片采用TMS320F28335,算法采用带有电流前馈的比例积分（PI）控制方式,并设计了针对蓄电池负载的充电逻辑,样机试验结果满足系统要求。     

用于分布式能源并网的DC/DC换流器设计与研究

针对目前应用于直流配电网领域的DC/DC换流器造价高、控制复杂以及不具备直流短路故障穿越能力的缺点，为了实现不同电压等级直流分布式负荷有效接入直流配电网，提出了一种混合DC/DC换流器拓扑，采用电流源换流器(current source converter, CSC)连接直流电网，电压源换流器(voltage source converter, VSC)连接直流分布式负荷。提出的换流器拓扑具有结构简单、控制方式灵活以及具备直流短路故障穿越能力的优点。在分析换流器数学模型和运行约束条件的基础上，给出了换流器的参数设计方法，提出了一种CSC侧功率闭环控制，VSC侧交流电压幅值闭环控制的DC/DC换流器闭环控制策略。最后，在RTDS半实物仿真平台上搭建了1 MW/2 000 V/750 V混合DC/DC换流器试验模型，开展了额定运行工况、功率变化工况和直流短路工况试验。额定运行工况试验结果表明提出的拓扑可以实现1 MW额定功率的运行，功率变化工况试验结果表明提出的拓扑可以实现功率由1 MW到-1 MW的平滑反转，直流短路工况试验结果表明换流器能够平稳穿越直流短路故障。     

干熄焦余热发电对焦化厂电压影响分析及对策

围绕某焦化厂干熄焦余热发电站并网发电后出现的焦化厂电力系统10 kV母线电压偏高问题,分析了电压偏高的原因,并提出了几点切实可行的应对措施,较好地保证了焦化厂电力系统的安全、可靠、稳定运行,充分利用了干熄焦的产能,实现了节能、环保、经济效益最大化。     

溶液浓差能驱动的逆电渗析反应器制氢实验研究

低品位热能制氢技术首先是将热能转换为溶液浓差能，然后通过逆电渗析（RED）反应器将溶液浓差能转换成氢能。为了验证RED反应器能将溶液浓差能转换为氢能，探索关键运行参数变化对能量转换过程的影响。设计了一个由40个膜对所构成的RED反应器，以NaCl水溶液为工作溶液，NaOH水溶液为电极液的制氢系统。通过改变浓/稀溶液入口浓度，溶液过膜流速以及输出电流来考察对RED反应器产氢率、制氢效率和能量转换效率的影响。实验结果发现，浓/稀溶液入口浓度，过膜流速变化均会影响RED反应器的输出电流。在外电路短接条件下，输出电流越大，反应器产氢率和制氢效率越高，但能量转换效率越低。     

Diodes沟槽型超级势垒整流器提高下一代充电器效率

Diodes推出全新两款采用了旗下专利沟槽型超级势垒整流(Trench SBR)技术的器件SBRT15U50SP5及SBRT20U50SLP,能够实现下一代电池充电器对效率和温度的严格要求。两款全新沟槽型超级势垒整流器具有超低正向电压、低漏电流,并以较低的温度工作,有效满足充电器输出整流二极管的要求,从而易于处理36 k Hz断续模式充电器设计的较短电流脉冲。Diodes推出的两款器件包括适合10W智能手机充电器的15 A SBRT15U50SP5,以及为12.5 W平板电脑充电器而设的     

InGaAs MOSFET的电容电压特性

通过自洽求解泊松和薛定谔方程,计算了GaAs,InAs和InGaAs MOSFET的电容电压(CV)特性,并与Si MOSFET的CV特性以及GaAs MOSFET的CV测量结果做了比较。研究结果表明,对于电子有效质量较轻的InGaAs半导体,量子效应非常明显,反型电容显著降低。研究结果还表明,随着栅介质有效厚度的减小和沟道掺杂浓度的增加,量子效应更加突出,反型电容进一步减小。     

电压对电刷镀三价铬镀层性能的影响

在45钢表面电刷镀得到三价铬镀层,镀液组成和工艺条件为:Cr2(SO4)36H2O 0.4 mol/L,甲酸铵0.5 mol/L,氨基乙酸0.5 mol/L,H3BO30.6 mol/L,NaH2PO2 H2O 0.3 mol/L,pH=1.5,温度50°C,镀笔移动速率15 cm/s。研究了电压对镀铬层显微结构、表面粗糙度、厚度、显微硬度和耐磨性的影响。随电压增大,镀层厚度增大,显微硬度和耐磨性均先提高后降低。电压为14 V时,镀层的表面平整,粗糙度为2.387μm,显微硬度为602 HV,耐磨性最好。