激光引信中发射单元的设计

设计了用于机载激光引信的激光脉冲测距发射单元,该发射单元由激光器和驱动电路构成。激光器选择纳秒级脉冲大功率固体激光器,采用半导体激光二极管作为泵浦源,提出了一种获取同步信号的方法,并对其整体结构进行了考虑。为满足引信特殊需要,为半导体泵浦固体激光器设计了专用驱动电路,解决了固体激光器在不同温度下重复频率不稳定性问题,避免了使用体积庞大的致冷器。激光发射单元工作可靠,在很大温度范围内重复频率稳定并可灵活可调。5V电源时,输出峰值功率达2018W、脉宽3.3ns、重复频率达10kHz。     

多通道经颅磁刺激线圈阵列的驱动与控制

经颅磁刺激是一种无痛、无创的神经刺激技术,近年来在医学上被广泛使用。与传统单通道磁刺激线圈相比,多通道线圈阵列可以实现多点同步刺激、扫描刺激以及刺激模式的灵活切换,因此具有更好的发展前景。但由于线圈阵列驱动电路复杂、线圈间存在电磁耦合等难点,多通道线圈阵列的驱动与控制方法仍需进一步研究。该文基于8路独立导线构成的4×4直导线阵列,设计了一种新颖的多通道线圈阵列的驱动与控制电路。驱动电路主要包括充电电路和8路放电电路,用于在线圈阵列中产生脉冲电流;控制电路则主要用于切换刺激模式和控制脉冲电流的幅值及重复频率。通过仿真计算和实验测量,分析电磁耦合对脉冲电流波形的影响,验证了该驱动与控制电路可以实现线圈阵列在不同重复频率、不同刺激模式下工作,并且在理论上,线圈阵列下方3cm处的刺激强度足够达到脑细胞的兴奋阈值。     

高压快速调Q开关电源的设计

介绍一种高压快速调Q开关电源,设计了以功率MOS管驱动高压电子管为主电路的快速开关,并设计了电源的接口电路、MOS管驱动电路、过流保护电路及高压源稳压电路。实验证明,该电源性能优良且工作稳定。该电源用于YAG激光器的电光调Q时,加在电光晶体KD*P两端的4.1kV高压退压前沿为10ns,在重复频率为3kHz的工作状态下有稳定的输出。     

一种高频超声波换能器驱动电路的设计

本文设计了一种高频超声波驱动电路,此超声波换能器驱动电路的发射频率高达1MHz,而目前包括集成电路发射模块和分立元件组成的驱动电路发射频率多为40kHz。本电路主要用于对精度要求极高,如基于超声波的精确测量、美容器等领域。此电路为超声波应用于更多的领域提供了必要的准备。     

20kV/30A 40kHz全固态刚管调制器

现代雷达的发展对大功率阴极调制类真空管发射机提出了全波形工作的要求,这就需要大功率高重复频率的调制器。介绍了最近研制成功的一种小型化全固态刚管调制器,它采用IGBT串并联技术,可应用于中等功率多注速调管,其输出脉冲电压20kV,脉冲电流30A,重复频率达40kHz。介绍了开关管的选型、调制器的电路拓扑、调制器驱动电路、开关管的均压、均流电路和负载短路保护电路等;给出了部分组成框图,重点论述了该调制器降低开关管损耗的关键技术;同时给出了各种参数下的工作波形;最后讨论了它在雷达发射机中的应用前景。     

基于NuMicro M0516的超声波电动机驱动电路设计

以NuMicro M0516微控制器为主控芯片,以推挽逆变电路为主电路,设计了一种成本低、通用性强、稳定性好的超声波电动机驱动电路。该驱动电路可方便地实现调频、调相及调压。当驱动信号频率为40 kHz时,频率调节精度为32 Hz,相位差调节精度为0.288°,占空比调节精度为0.08%。测试结果表明该驱动电路能够稳定、可靠地驱动电机。     

高可靠性变频解耦隔离驱动电路的研究

驱动电路的合理设计对整机性能及可靠工作至关重要。文中介绍了双凸极永磁电机(简称DSPM M )功率驱动系统,得出系统对功率变换器驱动电路的设计要求,设计制作了驱动频率可变、解耦驱动、有关断反压的隔离驱动电路。通过驱动电路实验及系统联试证明了该驱动电路的正确性和可行性。     

基于软开关技术的单开关LED驱动电路研究

本文给出了一种应用于LED驱动场合的单开关软起动boost电路。电路包含两个串联谐振电路,能够实现开关管的零电流开通和关断,降低开关损耗,从而大幅提高驱动电路的效率。本文提出的驱动电路能够提供恒定的输出电流,且不受输出电压波动的影响,因此该驱动电路非常适合于LED驱动。平均输出电流与开关频率、谐振电容及输入电压有关,而不受输出电压波动的影响。因此,对于特定的输出电流,该驱动电路的开关频率和占空比是恒定的,这也使得控制电路非常简单,非常适合于经济性指标要求高的场合。本文给出了一种12V/60V驱动电路的仿真结果,以验证该电路的正确性和有效性。     

一种频率可调超声波驱动电路的设计

本文通过FPGA产生频率可调信号,设计了一种新型互补对称的驱动电路,并用其制作驱动超声波电机。通过建立超声波电机的电路模型,以及实际电路的制作,验证了本电路确实能产生频率可调的信号,从而使超声波电机始终工作在最佳状态。最后进行了实验验证,效果良好。     

一种用于功率MOSFET的谐振栅极驱动电路

介绍了一种用于功率MOSFET的谐振栅极驱动电路。该电路通过循环储存在栅极电容中的能量来实现减少驱动功率损耗的目的 ,从而保证了此驱动电路可以在较高的频率下工作。通过实验 ,证明了这种电路的正确性和实用性     

电压源换流器开关器件损耗建模

IGBT在电力电子装置中得到了大量应用,尤其是在高压大功率电压源换流器领域,而电压源换流器损耗分析一直是电力电子领域的一个研究热点。为了能对电压源换流器损耗进行精确分析,提出一种基于波形拟合理论的绝缘栅双极晶体管与二极管的损耗分析模型。建立的损耗模型充分考虑了电压源换流器不同开关里导通电流变化对于二极管反向恢复过程参数及损耗的影响,该模型还考虑了二极管与IGBT器件相互关系,器件电压、电流、结温变化对损耗的影响,特别计入了电流拖尾过程、电路杂散电感参数的影响。搭建了2.5kV输出Boost实验电路对该损耗模型进行验证,实验结果对比证明了该损耗模型的正确性和有效性。提出的损耗模型适用于电压源换流器型直流输电(voltage sourceconverter high voltage direct current,VSC-HVDC)、静止无功补偿器(static synchronous compensator,STATCON)、统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)等高压大功率应用场合的电压源换流器损耗分析。     

基于增强密勒效应的IGBT串联有源均压新方法

为解决由器件驱动信号不一致引起的多个IGBT串联电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合中的应用,笔者结合功率侧和栅极侧IGBT串联均压辅助电路的优点,提出一种基于增强密勒效应的IGBT串联有源均压辅助电路,并对其工作原理进行了论述。然后,建立IGBT串联仿真电路,对不带和带该均压辅助电路两种情况进行仿真。仿真结果表明,该均压辅助电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT驱动信号不一致造成的电压不均衡,而且能够有效防止过电压的发生,确保了IGBT串联的安全运行。     

时间分割式IGBT高频感应加热电源的研究

研究了一种采用时间分割控制方法的IGBT高频感应加热电源。该方法充分利用了IGBT器件的高压大容量器件特性,使采用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热电源成为可能。采用这种控制方式的高频大功率电源电路结构简单、控制方便,电源的输出频率可以得到极大的拓展,具有很好的应用前景。     

使用表面回应法与群集分析优化IGBT特性

近年来电力电子正朝向高电压、高电流及低切换损失方向迈进，而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在功率组件市场上更是占有重要的一席之地。但受限于组件晶闸管结构(Thyristor Structure)及组件本身之阻抗，故IGBT击穿电压及功率消耗常备受限制。因此如何提高耐压，同时降低组件本身之阻抗，避免组件提早击穿烧毁，便成为一重要课题，而本研究将提出如何应用表面回应方法 (Response Surface Method， RSM)，配合实验设计(Design of Experiment， DOE)及群集分析法(Cluster Analysis)，建构出一套组件实用的数值建模及分析流程，以利于分析如何抑制IGBT组件提前击穿，同时降低组件本身导通电阻。另外，本研究方法，有别于以往组件建模方法，藉由群集分析的加入，使吾人在分析问题上，更能察觉组件关键因子。     

高压多芯片并联 IGBT 模块故障监测方法

绝缘栅双极型晶体管( IGBT) 作为电力电子装置的关键核心器件,其高可靠性是系统长久稳定运行的重要保障,对 IGBT 模块进行故障监测是提高系统可靠性的有效方式之一。 提出一种新的健康敏感参数-栅极-发射极导通前电压 VGE(pre-on) , 用于监测高压多芯片并联 IGBT 模块中的 IGBT 芯片故障。 首先,对现有故障监测方法进行比较,然后建立导通前电压可靠性 模型,再通过监测导通瞬态期间的 VGE(pre-on)来检测高压多芯片并联 IGBT 模块中的 IGBT 芯片故障。 为验证该方法的可行性,对 16 芯片 DIM800NSM33-F IGBT 模块进行了仿真,结果显示,在不同外部条件下,每个并联 IGBT 芯片故障所产生的导通前电压 VGE(pre-on)的平均偏移约为 900 mV,且具有较高的灵敏度和抗干扰能力,可有效监测 IGBT 模块芯片故障。     

压接式IGBT模块的开关特性测试与分析

随着柔性直流输电技术朝着更高电压等级、更大系统容量方向的发展,作为其中关键设备的换流阀和混合式直流断路器对大容量IGBT器件的封装特性和电气性能提出了更高要求。与焊接式IGBT相比,压接式IGBT具有功率等级更高、开关速度更快、易于串联等优点,成为柔性直流输电的优选器件。为系统掌握压接式IGBT模块的应用特性,设计了基于双脉冲测试原理的压接式IGBT模块开关特性的测试平台。基于测试结果,分析了不同压接力、负载参数和结温条件对压接式IGBT模块开关特性的影响规律;并从器件封装特性和半导体物理层面、初步探讨了压接式IGBT模块开关特性的变化机理,为其在大功率电力变换领域的推广和应用提供参考。     

基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法的研究

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)是限制新能源汽车可靠性和成本的关键因素。结温监测能够提升IGBT功率模块的功率密度,提高系统可靠性,降低成本。基于此,提出一种基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法。首先分析通态压降与结温之间的关系,然后设计通态压降结温校准电路,并基于小电流通态压降对校准结果进行验证。最后,分别使用数学模型和神经网络模型拟合结温和通态压降的关系,对基于模型对结温进行预测。结果证明,大电流通态压降能够准确测量结温。     

高频电源模块驱动电路设计

在IGBT的使用过程中,驱动电路选择的合理性和设计是否正确是影响其推广使用的问题之一。IGBT的通态电压、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv／dt等参数均与门极驱动条件密切相关。因此,设计合理、性能优越的驱动电路是高频电源模块运行可靠的保证。本文介绍了驱动器M57962AL的特点以及选用该驱动器实现的IGBT驱动电路。     

IGBT高压大功率驱动和保护电路的应用研究

通过对功率器件IGBT的工作特性分析、驱动要求和保护方法等讨论，介绍了的一种可驱动高压大功率IGBT的集成驱动模块HCPL-316J的应用。     

国产高压大功率IGBT应用于机车变流器工作特性测试研究

高压大容量IGBT器件广泛应用于现代电力机车变流器系统中,其工作特性决定了电力机车的运行性能。用于牵引变流器的IGBT模块在功率密度、反并联二极管容量、封装技术和工作环境上要求更加严格。依据实际应用环境,测试并掌握IGBT器件的特性参数,选用合适的驱动保护电路,可以确保IGBT稳定可靠运行,充分发挥变流系统的控制特性。本文重点研究DM型国产大功率IGBT的工作特性,选取两种国外同规格IGBT进行对比测试分析。将国产DM型IGBT应用到HXD2F机车变流器进行了特性测试,测试结果为此款IGBT以后应用于牵引变流器的开发设计选型提供参考。