“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。     

基于软件校准的短波发射机功率控制系统设计

短波发射机功率稳定一直是通信领域致力改善的重点问题,短波发射机功率不稳定会直接影响无线电通信质量,造成通信失真、表达不清晰等问题。针对上述问题,基于软件校准设计短波发射机功率控制系统。该系统借鉴MVC设计模式搭建系统数据库层、业务逻辑层、控制层以及界面显示层基础框架；将功率计与短波发射机相连,实时采集工作状态下的短波发射机功率数据,通过信号处理器实施处理后并存储,借鉴传输元件,将数据发送到控制器,通过控制器校准短波发射机功率与预期之间的偏差,以偏差量为输入,利用改进PID运算得出控制量,生成控制命令,通过输入输出信号接口板输出命令,控制驱动装置调节短波发射机运行参数,实现功率控制。结果表明：与 控制系统、自动调谐系统应用相比较,在所设计系统应用控制下,100s内短波发射机的功率变化曲线与预期曲线之间的拟合优度指数更大,更接近1,优于对比系统,说明相比于对比系统。本系统控制表现更好,更能维持短波发射机功率稳定,达到了研究目标。     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。     

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。     

S频段800W室外型连续波固态功率放大器设计

针对现有室内固态功放体积大,馈线系统设计复杂的问题,提出了一种新型结构形式的高功率、高效率和小体积固态功率放大器。给出了高密度、大功率径向合成的原理及设计方法,对径向合成网络进行了建模仿真,通过优化达到了功放设计所需的性能指标。基于8个功放模块和8路径向合成网络,设计了一种室外型固态功率放大器,在所需频段实现了大于800 W的输出功率,整机效率高于40%。     

飞机客舱的屏蔽效能研究

功率平衡法的网络化公式是以电磁拓扑学和统计电磁学为基础而发展起来的一种电大尺寸系统电磁效应的系统级评估方法。利用全波仿真的方法验证了功率平衡法的可行性,在此基础上,对波音747-8客舱的品质因数和屏蔽效能进行了评估。该方法具有快速便捷和适用范围广的特点。     

胡萝卜丁中维生素C在热风辅助射频干燥过程中降解的动力学模型

目的研究热风辅助射频(hot air-assisted radio frequency,HA-RF)干燥过程中维生素C随温度变化的降解动力学模型。方法在6.5 cm极板间距和60℃热风系统条件下进行HA-RF干燥,重点研究胡萝卜丁中维生素C在干燥过程中的降解动力学,包括脱氢抗坏血酸(dehydroascorbic acid,DHAA)和抗坏血酸(ascorbic acid,AA)。总维生素C含量采用2,4-硝基苯肼分光光度法测定,AA采用2,6-二氯吲哚酚滴定法测定。结果HA-RF干燥过程中维生素C的降解规律符合一级可逆模型,其降解活化能为40.54 kJ/mol。DHAA活化能为35.83 kJ/mol,表明DHAA的稳定性低于AA。结论本研究使用的干燥温度为62.5~77.5℃,较高的干燥温度下维生素C降解速率较高,较低处理温度下的降解过程具有更好的模型适应度(R2>0.98)。     

气隙对表面贴装功率电感直流叠加及频率特性的影响

制作了表面贴装功率电感,结合Ansoft Maxwell软件仿真研究了气隙长度与气隙分布对表面贴装功率电感直流叠加及频率特性的影响。结果表明,随着气隙长度的增加,初始电感值逐渐减小,直流叠加特性不断优化,电感值的频率衰减特性随之减缓。采用内核磁心两端气隙分布,增大一侧的气隙长度,可降低功率电感直流叠加特性的衰减幅度,但调控其两端气隙分布对功率电感频率衰减特性的影响不大。     

基于RFID标签阵列的睡眠期间呼吸量连续监测系统

睡眠期间连续且准确的呼吸量监测有助于推断用户的睡眠阶段以及提供一些慢性疾病的线索。现有工作主要针对呼吸频率进行感知和监测,缺乏对呼吸量进行连续监测的手段。针对上述问题提出了一种基于商用无线射频识别(RFID)标签的无线感知用户睡眠期间呼吸量的系统——RF-SLEEP。RF-SLEEP通过阅读器连续收集附着在胸部表面的标签阵列返回的相位值及时间戳数据,计算出呼吸引起的胸部不同点的位移量,基于广义回归神经网络(GRNN)构建胸部不同点的位移量与呼吸量之间的关系模型,从而实现对用户睡眠期间呼吸量的评估。RF-SLEEP通过在用户肩膀处附着双参考标签,消除用户睡眠期间翻转身体对胸部位移计算造成的误差。实验结果表明,RFSLEEP对不同用户睡眠期间的呼吸量连续监测的平均精确度为92.49%。