基于体效应的SiC MOSFET器件栅极老化监测方法研究

长期以来,栅极老化一直是SiC MOSFET器件可靠性研究的关键,而偏置温度不稳定性则是栅极老化的重要现象。由于栅极老化的偏置温度不稳定性存在应力撤出后的恢复现象,如能在可靠性实验中快速、准确地监测SiC MOSFET器件的栅极老化变化量,对可靠性研究具有重要意义。因此,文中提出一种新的栅极老化监测方法。该方法以体效应下的阈值电压VTH(body)为基础,建立理论模型来描述VTH(body)和栅极老化之间的关系。提出在栅极电压开关过程中从体二极管电压–栅极电压曲线中得到VTH(body)的方法,并详细研究实验参数对VTH(body)的影响。此外,通过高温栅偏实验对VTH(body)的实用价值进行验证,并与栅极老化参数阈值电压VTH进行对比。实验结果证明,提出的新型栅极老化监测方法可以实现栅极老化的快速、准确及非恒温环境监测。     

基于IGBT行为模型的有源中点钳位五电平变换器损耗特性分析

有源中点钳位五电平拓扑(5L-ANPC)通常用于中压大容量电能变换领域,同时由于其拓扑结构复杂和各器件有效开关频率不同,使得损耗分析较为困难,并且对计算精度要求较高.该文分析基于载波移相脉宽调制(PS-PWM)的损耗计算方法,根据电压电流关系,详细分析所有器件的导通规律,推导导通损耗计算方法.针对传统的开关损耗计算方法在中压大容量条件下误差较大的问题,详细分析IGBT的开关瞬态过程,提出一种基于行为模型的开关暂态损耗计算方法,并将其运用于5L-ANPC拓扑开关损耗分析.对5L-ANPC拓扑损耗特性进行分析,为散热系统设计奠定了坚实的基础.实验结果表明,该文所提方法提高了损耗计算精度,最大误差为10.4％,最小误差为8.4％,验证了所提损耗计算方法的有效性.     

LiFePO4涂覆量对锂离子电池性能的影响

用高涂覆量39.50 mg/cm2及低涂覆量35.50 mg/cm2两种磷酸铁锂(LiFePO4)电极,制备额定容量为4.0 Ah的LiFePO4软包装锂离子电池,考察涂覆量对电池高低温充放电、倍率充放电、高温存储及循环性能的影响.电极涂覆量增加,导致电池内阻增大,放电电压平台降低,放电能量下降约1％～2％;电池整体性能没有特别明显的劣化,尤其是循环寿命.     

PEMFC阴极的强化传质机制

建立强化传质流道三维模型及直流道单流道三维模型,研究堵块高度和阴极过量系数共同作用下质子交换膜燃料电池(PEMFC)的传质性能,提出可预测电池性能影响因素的无量纲数K.K<30时,影响电池性能的因素主要是缺乏反应气体;K>40时,影响电池性能的因素是:流道结构对反应气体的容纳量有限,过大的压降所造成的泵送功率的提升幅度大于电池功率.增设堵块的结构能够使PEMFC在大过量系数下发挥更好的传质强化效果,以94％高度堵块为例,相较于直流道,氧气摩尔浓度在高、低电流密度下的提升幅度分别为38％和20％.     

硅-碳纳米管柔性复合负极的制备与性能

采用浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法,将纳米硅颗粒(NSi)与碳纳米管(CNT)连续体原位复合,制备纳米硅-CNT复合膜(NSi-CNTf)柔性电极.借助SEM、能量色散谱(EDS)和电化学性能测试,分析电极的形貌特征和电化学性能.相较于传统Si/Cu电极,NSi-CNTf电极省去了浆料研磨、涂覆工艺,且具有良好的柔韧性和抗弯折性,比容量和循环性能均有提升.FCCVD法制备的NSi-CNTf柔性电极材料,纳米硅均匀分布在CNT薄膜的三维导电结构中,结合紧实,以0.2 A/g在0.01～2.00 V循环200次,比容量保持在790 mAh/g;在4.0 A/g下充放电,比容量保持在509 mAh/g.     

一种改进的无刷直流电机无位置传感器启动控制策略

针对拧紧扳手用无刷直流电机(BLDCM)无位置传感器驱动系统,研究一种改进的三段式启动控制策略.在转子预定位阶段,将电压矢量的预定位精度设置在60°范围内,同时确保通入绕组的电压脉冲占空比较低,避免电机反转.在电机加速阶段,通过分析BLDC的加速原理,结合六组加速脉冲电压矢量与六组检测脉冲电压矢量,完成稳定的闭环启动.在自同步运转阶段,当电机达到反电势可检测状态后,利用线电压差值进行反电势过零点检测,实现高精度换相.通过实验对所提出方法进行验证,结果表明改进后的三段式无位置传感器启动控制方法有较高的稳定性和转速估计精度.     

聚二甲基硅氧烷基Fe10Co90褶皱薄膜表面形貌与静态磁性能

以施加20％的单轴拉伸预应变的超弹性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基(衬)底,采用磁控溅射方法制备Ta缓冲层和Fe10Co90(FeCo)磁性薄膜.衬底预应变释放后,样品表现出周期性褶皱形貌.采用原子力显微镜、振动样品磁强计对FeCo样品的表面形貌和室温静态磁性进行表征,研究了其磁各向异性与表面形貌、机械拉伸应变的依赖关系.样品表面周期性褶皱形貌的波长、起伏度以及样品的单轴磁各向异性均随薄膜厚度的增大而增大.由于表面褶皱结构的应变释放作用,机械拉伸应变的施加基本不改变薄膜的磁各向异性,为制备保持性能不变的柔性磁电子器件提供一种有效的思路.     

La/Ce元素比对RE-Fe-B磁体微观结构及磁性能的影响

制备了Nd9.45(LaxCey)4.05FebalB6.0(at％,x:y=4:1,3:2,2:3,1:4)烧结磁体,研究La/Ce比例对磁体的磁性能、微观结构、稀土元素分布的影响.实验结果表明,磁性能随La/Ce比的减小先缓慢增高后降低,2:3为最佳值,磁性能为剩磁12.2 kG,矫顽力7.42 kOe,最大磁能积33.74 MGOe.SEM观察发现,La/Ce比过高或过低不利于形成良好的晶界相,会产生晶界不连续或晶界相富集,继而影响磁性能.La/Ce比为2:3时,晶界清晰连续.烧结磁体中进入主相晶粒中的稀土元素总和基本保持稳定,La、Ce元素之和存在阈值,在La/Ce比为2:3时出现.     

单DC/DC升压型便携式PECT电源系统设计

为进一步满足脉冲涡流热成像(PECT)现场检测的应用需求,提出一种改进型"锂电池+超级电容"复合结构供电的便携式脉冲涡流热成像电源系统.通过分析两种串联式拓扑结构,采用"单DC/DC升压"结构来提升系统功率输出能力,同时搭建便携式检测系统,并详细介绍了激励电源控制策略,对便携式系统样机实验平台进行实验验证.实验表明,便携式电源系统的最大输出功率为1.9 kW,连续工作时间为1.1 h,系统样机净重为8.4 kg,该系统设计可较好地满足现场检测的需求.     

添加Zn^2+对ZIRLO合金在模拟压水堆一回路含LiOH和H3BO3水溶液工况下耐腐蚀性能的影响

对ZIRLO合金在360℃,18.6 MPa,含LiOH和H3BO3溶液的高温高压釜中进行了水侧腐蚀实验;并通过在其中的一个高压釜中加入乙酸锌,从而对比研究了加Zn对ZIRLO合金耐腐蚀性能的影响。结果表明:在腐蚀介质溶液中添加50μg/kg乙酸锌对ZIRLO合金的腐蚀增重情况、氧化膜厚度、氧化膜中第二相种类及大小、氧化膜表层元素的种类、分布及价态并无显著影响,但降低了氧化膜表层沉积物中Fe的含量,并抑制了国产新锆合金腐蚀过程中的吸氢。