IGBT开关瞬态的温度特性与电热仿真模型

由于半导体的材料特性随温度的变化发生改变,采用硅材料制造的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的工作特性受温度的影响也十分显著,开关瞬态过程将随温度发生较大变化。针对不同温度下的开关过程开展了测试实验,发现IGBT的开通与关断瞬态具有不同的温度特性,根据实验现象对IGBT的开关过程进行了分析,得出IGBT开关瞬态的温度特性主要是受载流子寿命影响的结论。对IGBT电热模型的基本原理以及现有模型方法进行了分析,根据实验中得出的结论,提出了一种改进的IGBT电热模型。基于该模型对IGBT关断时的电流拖尾过程以及整个开关瞬态过程开展了电热仿真分析,通过仿真波形与实测波形的比较,验证了实验中得出的结论以及该模型的准确性。     

美国开关市场及开关的小型化,SMT化

计算机和电话等整机的尺寸不断缩小，要求开发更小的开关。现在各种类型的开关都小型化了。整机通过减薄厚度来寻求空间节约，对小型开关和超小型开关的需求增长了。VD．C公司估计北美开关交货金额1994年为11亿美元，到1997年达12．48亿美元，年增长率为45％。而超小型开关1994年为1．57亿美元，到1997年达226亿美元，年增长率为6％～7％。便携式计算机和外围设备、蜂窝电话、电视游戏机和其他电子设备销售的高涨正加速开关市场的发展，这几个市场的增长将补偿军事和空间工业需求的下降。大多数是超小型的塑料DIP开关将从1994年的6700万…     

气体火花开关高温气体冷却的三维模拟

高温气体的冷却是影响气体火花开关重复运行的主要因素。为解决高温气体冷却研究采用一维或二维模型且不考虑气体导热系数、定压比热、粘性系数随温度变化的影响引起的计算不精确,三维数值模拟及理论分析了气体开关导通后开关通道内的高温气体冷却。结果表明,气体导热系数越大、定压比热越小、粘性系数越小、气体冷却速度越快;用得出的上述参数随温度变化的拟合公式对氮气、氢气气体开关中高温气体冷却三维模拟证明了氢气的冷却速度明显好于氮气。     

矩形边界限定形式的感应电机低开关频率预测控制研究

圆形边界限定形式预测控制对电流畸变的限定在各方向均相同,无法通过增大边界圆半径进一步降低开关频率。因此,该文提出一种矩形边界限定形式的预测控制方法。首先,深入分析感应电机数学模型,发现感应电机转子子系统的低通物理特性,以及励磁电流波动对电磁转矩的影响不显著;其次,利用该特性,将限定边界改为矩形,对转矩电流与励磁电流进行独立约束,适度增加励磁电流畸变允许限值,扩大电流轨迹运动范围,延长开关状态切换时长;再次,探究电流矢量梯度同边界约束间的数学关系,提出该方法下电压矢量筛选与寻优准则,筛选出最优矢量;最终,进行实验对比。实验结果证明,在相同系统动态特性和转矩波动下,相较于圆形边界限定策略,矩形边界限定策略可以进一步降低开关频率。     

用辉光放电等离子体制备湿敏膜的研究

本文应用射频辉光放电等离子体技术在电容式耦合反应室内制备等离子体聚苯乙烯（ＰＰＳ）膜，采用铝膜－聚合膜－金膜的平板电容器结构研究了聚合膜电容器的电容量随湿度变化的特性。结果表明，等离子体聚合膜电容器对湿度变化的响应时间在１．５ｍｉｎ之内，湿滞和温度系数小。此外，还分析了聚合膜的结构并讨论膜结构与湿敏性能的关系。     

基于电容器消除500kV开关机械特性试验感应电危害的研究

500 kV变电站场地感应电非常强烈,给检修作业人员的安全带来威胁。利用电容器,对500 kV开关机械特性试验时的感应电进行了研究。结果表明,利用电容器能使感应电压降低至安全范围,同时不影响试验数据。     

两相开关磁阻电动机转矩特性的研究

研究了两相开关磁阻电动机的转矩特性以减小转矩波动。首先通过推导近似转矩数学模型，进而通过磁场有限元计算得到了两相开关磁阻电动机的较为平滑的固有矩角特性。在磁场计算的基础上，对两相开关磁阻电动机的转矩特性进行了仿真计算。样机实验验证了计算及仿真结果。结果表明，两相开关磁阻电动机可以在较宽的转速范围内保持连续的转矩特性。     

宽温度范围下感应耦合电能传输系统软开关技术

以石油钻井装置中的电能无线传输技术应用为背景,针对宽温度范围下系统参数变化导致系统偏离软开关工作点,造成系统传输性能下降甚至无法工作的情况,通过实验分析研究,给出感应耦合电能传输(ICPT)系统主要参数随温度变化的规律;基于频闪映射建模方法和周期不动点理论对主电路进行建模分析,给出系统谐振频率随温度变化的关系,为调整驱动频率实现系统软开关控制提供依据;提出一种查表法和扰动观察法相结合的控制方法,实现了ICPT系统在宽温度范围下的软开关控制。最后,通过仿真和实验验证了所提理论和方案的可行性和有效性。     

开关磁阻电机的磁极极弧宽度

开关磁阻电机定、转子极弧宽度对电机运行性能有重要影响。本文从理论上分析了极弧宽度的取值原则,讨论了极弧宽度的变化对开关磁阻电机静特性的影响,指出极弧宽度对稳态运行特性有重要作用,计算分析了极弧宽度的合理取值范围。     

开关动特性测试中抖动信号的消除法

分析了开关动特性测试仪中抖动脉冲产生的原因和特点，提出一种实用的开关抖动脉冲消除方法，解决了一直困扰开关动特性测试仪发展的难题。     

谐振复位双开关正激变换器的研究

推荐了一种谐振复位双开关正激型DC／DC变换器。它不仅克服了谐振复位单开关正激变换器开关电压应力大和变换效率低的缺点，而且具有占空比可以大于50％的优点。因此，该变换器可以应用于高输入电压、宽变化范围、高效率要求的场合。对该拓扑的工作原理和特性进行了详细的描述。最后通过实验证实了该拓扑的上述优点。     

单级赝火花开关耐受电压的研究

对影响单赝火花开关耐受电压的主要因素,如工作气体、气压、极间隙和孔径等进行了系统的研究。结果表明：氦气是较理想的工作气体,空气与氮气相近,氩气不适合作工作气体;耐受电压随电极孔径减小而增大,但因孔径太小,空心阴极的作用减弱,孔径不应小于２ｍｍ;耐受电压随间隙减小而增大,对每一间隙有一最大值,该最大值随极间隙减小而减小。     

伪火花开关自放电电压特性与电压跌落过程实验研究

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电压特性实验,详细研究了气体压力,电极间隙距离,电极孔径和电极材料对伪火花开关耐受电压的影响;给出了伪火花开关放电电压与气压变化的关系曲线;测量了产生伪火花放电的气压范围和单间隙伪火花开关耐受电压的最大值,测得了伪火花放电与辉光放电的转折点气压,并对实验结果进行了理论分析。研究了伪火花开关电压跌落时间与放电电压的关系,首次将开关电压跌落过程分为暂态阶段和稳态阶段,讨论了放电电路参数,气体压力,开关结构和放电电压对电压跌落时间的影响。实验表明,在气压和开关结构不变的条件下,暂态过程时间由放电电压决定,电压越高,则所需时间就越短;稳态过程时间由放电电路参数决定,而与放电电压无关。最后讨论了真空洁净程度和开关加工与装配工艺对伪火花开关耐受电压的影响。     

一种新的软开关ZVS变换器及其派生电路

提出一种新的软开关全桥脉宽调制式变换器及其派生电路。这些变换器的特点是所有开关在很宽的输入电压范围和输出负载范围内都能实现零电压切换(ZeroVoltageSwitch,简称ZVS)而负载周期损耗和环流最小。主开关的ZVS采用一个变压器和一个电感来实现。变压器用来实现输出隔离,而电感则用于存储所需的能量。两个桥臂之间相位移发生变化时变压器和电感的感应电压以相反的方向变化。通过一个实验原型电路证实了上述变换器的性能。     

发电机负荷开关的机械特性试验与调整

首先简要介绍了天津国华盘山发电有限责任公司发电机负荷开关机械特性试验的接线方法和接线说明。其次，利用现场实验数据，绘出了发电机负荷开关的机械特性试验与调整方法。     

感应开关在公共场所照明中的应用

节能自熄开关在住宅公共部分照明中应用日益广泛。本针对当前常用的几种自熄开关做了比较分析，在此基础上，重点对新型的感应式自熄开关的特性、设计安装中需注意的事项及存在的问题进行了总结，指出感应开关是自熄开关中较具发展前景的产品。     

开关操作电特性测试装置的软件设计

高压开关操作时，加在操作线圈上的操作电压和产生的电流是瞬时性的。对这种瞬时电量的动态过程进行跟踪和测量，可以判断高压开关是否能正常操作，及时发现并消除事故隐患。重点对测试高压开关操作电压和电流特性的开关操作电特性测试装置进行了软件设计方面的分析介绍，使人们更加了解设备的工作原理，对其性能有进一步的认识。     

寄生电感对于功率MOSFET开关特性的影响

分散在MOSFET栅极、源极、漏极的寄生电感由于封装以及印制电路板（PCB）走线,改变了MOSFET的开关特性。通过仿真分析对比,指出MOSFET寄生电感存在如下特性：源极电感对栅极驱动形成负反馈,导致开关速度变慢,采用开尔文连接,可以将栅极回路与功率回路解耦,提高驱动速度;在米勒效应发生时刻需要合理地降低栅极电感来降低栅极驱动电流;漏极电感通过米勒电容影响MOSFET的开通速度,在关断时刻导致电压应力增加;在并联的回路当中,非对称的布局将导致MOSFET之间的动态不均流;当MOSFET在开关过程中,环路电感与MOSFET自身的结电容产生振荡时,可以在电路增加吸收电容减小环路电感,改变振荡特性。     

用于精确预测SiC MOSFET开关特性的分析模型

为精确估算高频工作状态下SiC MOSFET的开关损耗及分析寄生参数对其开关特性的影响,提出了一种基于SiC MOSFET的精准分析模型。该模型考虑了寄生电感、SiC MOSFET非线性结电容及非线性跨导系数等参数。详细介绍了建立分析模型的原理,并给出了分析模型中各关键参数的提取方法。对比了基于分析模型计算得到的开关波形与实验测试结果,对比电压电流波形匹配度较高,证明了此分析模型的正确性。对比了分析模型的开关损耗与基于实验计算的开关损耗,对比结果显示两者存在偏差,而分析表明基于实验计算开关损耗的方法为不准确方法。最后基于所提出的分析模型分析了不同寄生参数对开关特性的影响,并为优化高频电路设计提出了建议。     

双极型静电感应晶体管的开关特性

根据双极型静电感应晶体管的通断特性，提出了开关特性的测试方法。测试和给出了GJ12D双极型静电感应晶体管的开关参数、曲线和反偏参数。将GJ12D与国外的双极型晶体管和功率场效应管进行了比较。