超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境研究

为评估超高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境,对辽宁省境内500kV交流输电线路跨越农业大棚区的工频电场强度和磁感应强度进行了现场测量,然后基于模拟电荷法、模拟电流法原理编制了可计算各种交流输电线路下方工频电磁场分布的软件包,最后应用此软件计算了农业大棚区的工频电磁场强度并与现场测量结果进行了比较。结果表明,农业大棚区的工频电场和工频磁场现场测量值均未超过标准规定的10kV/m和0.1mT;农业大棚对电场分布产生了一定的影响,但对工频磁场影响不大;对于农业大棚区的工频电场和工频磁场,数值计算结果与现场测量结果规律所呈现的基本一致。工频电磁场计算软件可为高压交流输电线路跨越农业大棚区的电磁环境评估提供参考。     

IGBT器件封装用有机硅凝胶宽频介电特性与温度影响

有机硅凝胶材料作为IGBT器件封装用绝缘材料,在器件的运行工况下,器件承受着重复性导通关断电压,对应频谱宽,且器件损耗将引起温度升高。为了能够准确分析器件内部电场特性,运用频域介电谱技术对有机硅凝胶在宽频、宽温度范围内的介电特性进行研究,利用叉指电极,实现对有机硅凝胶在不同温度下的宽频介电谱测试。采用Cole-Cole介电模型对实验数据进行拟合,并分析温度对Cole-Cole模型特征参量的影响规律。研究结果表明：频率和温度对有机硅凝胶的介电特性均有较大影响,在低频高温下,有机硅凝胶材料相对复介电常数的实部、虚部都显著增加。在所提取的Cole-Cole介电模型的特征参量中,直流电导率σ₀及特征参量Δε₁与温度之间的关系都满足Arrhenius方程,热活化能分别为0.233 eV与0.691 eV;弛豫时间τ₁和τ₂随温度的变化规律有所不同,但在高温时都明显增加。对半导体器件封装用有机硅凝胶材料介电特性的认知可以为器件内部电场分析和绝缘设计提供基础数据支撑。     

电感集成式大容量高频变压器精细化设计方法

针对固态变压器用电感集成式大容量高频变压器进行优化设计,分析了高频变压器漏电感参数、磁芯高频损耗、绕组高频损耗以及温升的计算方法。在此基础上,利用自由参数扫描法建立了大容量高频变压器优化设计流程。按照最优设计方案制作了一台5kHz/10kW纳米晶磁芯高频变压器模型,并对其参数进行实验测试。将解析设计与有限元仿真和实验测量结果进行对比,结果表明模型漏电感、交流电阻和磁芯损耗的相对偏差分别为2.85%、1.49%和5.35%,验证了所提设计方法的有效性。     

压接型IGBT器件单芯片子模组疲劳失效的仿真

压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件因其具有双面散热、失效短路和易于串联等优点特别适合应用于柔性直流输电等大功率领域。但这种压接封装结构的器件在经历长时间的循环热应力后,各组件中的金属材料会逐渐出现疲劳失效,对器件可靠性产生不利影响。建立压接型IGBT器件的单芯片子模组有限元仿真模型,利用功率循环仿真来模拟器件所经历的循环热应力工况,并对功率循环仿真结果进行热和力的分析。同时应用组合Coffin-Mason和Basquin模型对IGBT芯片进行疲劳寿命预测。结果表明芯片与发射极钼片相接触的边缘区域承受的压力最大也最易变形,且在高应力条件下芯片的疲劳寿命只有10 000多次循环。最后结合实际失效的芯片和仿真结果提出压接型IGBT器件一种"压力失效"模式,并对其相应的失效机理进行了一些初步解释。     

压接型IGBT器件绝缘研究:问题与方法

按绝缘失效模式,将压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的绝缘问题分为漏电和放电问题。借鉴电力电子学科研究范式,提出从绝缘测试、物理分析和可靠设计3个维度进行压接型IGBT器件绝缘研究的方法。同时,分别从这3个维度对压接型IGBT器件绝缘研究现状进行分析。最后,根据绝缘测试要求和物理分析参数,给出压接型IGBT器件绝缘优值,为压接型IGBT器件绝缘可靠设计提供了量化指标。     

4H-SiC中点缺陷的第一性原理研究

基于密度泛函理论和第一性原理,对4H-SiC晶格中5种点缺陷(VC,VC-C,填隙B,替位B和替位P)的晶格常数、电荷布居、能带等微观电子结构进行了计算,并从缺陷形成能、杂质电离能和载流子浓度等角度分析了这些点缺陷对材料性能的影响.计算结果表明:在这些点缺陷中,C空位的形成能最低,仅为5.929 1 eV,属于比较容易形成的一类点缺陷.同时在能带图中可以看到填隙B的禁带中央附近出现了一条新能带,这条新能带的产生促使填隙B成为5种缺陷中禁带宽度最小的缺陷,有利于SiC半导体器件中载流子的输运.在3种杂质点缺陷中,替位P的电离能最小.掺杂杂质电离能越小,电离程度越深,产生的载流子浓度也越大,这一结论在载流子浓度的计算结果中也得到了验证.     

输电线路无源干扰分析时导线建模方法研究

输电线路对邻近无线电台站的无源干扰可能影响无线电台站信号的有效接收和发射,因此准确计算在外界电磁波入射情况下包括架空导线和杆塔在内的输电线路的电磁散射是确定两者合理避让间距的基础。对于雷达台站而言,由于雷达的工作方式等影响,架空导线是影响雷达探测的主要因素。针对一般情况下应用矩量法开展无源干扰计算时,将架空导线全部假设为圆柱导体,分别就建模方法为线模型、三角形面模型的架空导线空间电磁场的方法进行了阐述,并且与实际绞线形式架空导线的计算结果进行了对比,获得了建模方法不同的导线在雷达不同工作频率和空间不同位置处的电场强度,分析了应用线模型和三角形面模型等面模型以及实际绞线模型对导线建模的适用范围。从而为获得雷达与无线电台站的避让距离提供了建模基础。     

碳化硅MOSFET开关特性分析及杂散参数优化

为改善碳化硅MOSFET开关瞬态特性,最大限度地发挥碳化硅MOSFET性能优势。首先,简单分析了开通电流过冲和关断电压过冲产生机理,并在LTSPICE仿真软件中建立了双脉冲测试回路等效电路模型。仿真结果表明:开通电流过冲和关断电压过冲分别主要取决于上桥臂总杂散电容和回路杂散电感。此外,分析了负载电感的杂散电容与绕制层数的关系。通过Q3D仿真,对比研究了不同直流母排结构以及电容布局方式下的杂散电感。最后基于阻抗分析仪测量,采用谐振频率法计算出负载电感的杂散电容和直流母排的杂散电感。仿真和实验结果均表明:单层负载电感杂散电容最小,环形叠层结构直流母排的杂散电感最小。因此在相同开关速度下,采用优化后的测试平台,器件开关瞬态特性明显得到了改善。     

碳化硅MOSFET静态特征参数及寄生电容的高温特性研究

为了获取碳化硅(Si C)MOSFET功率器件静态特性及寄生电容随温度的变化规律,以Cree公司第二代1200V/36A碳化硅MOSFET为研究对象,利用Agilent B1505A功率器件分析仪/曲线追踪仪在不同温度下对器件的静态特性及寄生电容进行测量。并基于已有硅(Si)MOSFET的静态特性理论,结合碳化硅材料的温度特性,详细分析了碳化硅MOSFET静态特征参数的温度特性。研究结果表明碳化硅MOSFET的跨导具有与硅器件完全不同的温度特性,并且相比于第一代碳化硅MOSFET,第二代器件的泄漏电流表现出更低的温度依赖性。然而随着温度升高,第二代碳化硅MOSFET的导通电阻较第一代增长更快,但增长依旧远低于硅MOSFET。     

露天长线台座施工技术

预应力圆孔板是建筑楼房不可缺少的主要构件。近年来全国各地混凝土预制构件厂如雨后春笋般兴起,为了节省建厂,投资很多中小预制厂用露天长线台座生产圆孔板和其他构件。由于对长线台座基础施工不够重视或受温差影响,或者台座基础施工措施不当,不少厂的台墩沉陷冻胀,台面大面积出现沉降裂缝,起皮,台面结疤凹凸不平。在这类台面上生产圆孔板,板底不平,有疤痕,超厚,造成圆孔板的质量达