“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。     

跌坎式底流消力池边墙突扩宽度对池长的影响研究

对于山区峡谷,底流消能工长度方向工程布置往往受限。通过水工模型试验,研究跌坎深度10cm,跌坎式底流消力池边墙突扩宽度变化时,池内水流流态、底板时均压强及脉动压强不均匀系数的变化对消力池池长的影响。成果表明:流量Q=12L/s,相对于传统的底流消力池,突扩宽度由5cm依次增加到10、15、20cm时,消力池池长缩短长度分别为24、27、29cm。     

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。     

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。     

半封闭变频螺杆制冷压缩机降噪方法及试验

变频螺杆制冷压缩机因其部分负荷节能特性已成为一种螺杆制冷压缩机的发展趋势,宽频的脉动噪声是限制其市场应用与竞争力的关键因素。基于变频螺杆制冷压缩机结构特点与噪声原理,提出排气端面脉动衰减装置和排气管路消声器两种降噪设计方法,并通过试验研究分别验证了各降噪方法的有效性。研究结果表明,排气端面衰减装置对压缩机不同位置的噪声都有衰减作用;排气管路消声器只对排气侧噪声有显著削弱;同时采用两种降噪方法后,压缩机不同转速下平均降噪效果能达到5.0～10.0dBA,压缩机运行噪声不高于85.5dBA,且压缩机平均降噪效果随转速增加而增强。基于上述研究结果,排气端面脉动衰减装置和排气管路消声器两种降噪方法都能降低排气侧基频和倍频噪声,进而促进变频螺杆制冷压缩机的技术发展。