低米勒电容超结MOSFET开关过程及反向恢复性能仿真研究

针对超结场效应晶体管(SJ-MOSFET),利用工艺仿真建立多次外延离子注入和深槽刻蚀2种不同P柱形貌的器件结构,对比研究了不同工艺、不同栅极结构SJ-MOS的静态特性差异,并与实测数据对比,验证建立模型的正确性。从空间电荷区不均匀拓展的角度,分析不同工艺路线器件的C-V特性测试中"电容转折"现象的微观机理。研究了感性负载下SJ-MOSFET开关过程中栅极电压、漏极电流、漏源极电压随时间变化关系,并搭建寄生体二极管反向恢复测试平台,探究了不同工艺对于反向恢复电荷、峰值电流等参数的影响。研究内容可指导器件设计,提高功率半导体器件在机车应用场景中的匹配度。

1700V IGBT场限环场板终端优化设计

击穿电压是IGBT的一个重要参数,而器件的击穿电压主要与终端结构有关,所以对终端结构的研究一直备受关注。文章设计了一种1 700 V的IGBT终端结构,采用场限环和场板相结合的终端技术,降低了器件表面电场峰值,提高了其击穿电压。通过仿真分析多组不同场板长度和氧化层厚度的终端结构,采用多项式拟合和多元回归分析击穿电压、表面电场分布与每个环上的场板长度和氧化层厚度的关系;在此基础上提前预测器件的击穿电压和表面电场分布,缩短终端设计时间;经过调整后,在366μm的终端上仿真实现了1 927 V的击穿电压,终端效率达到了91.5%。该终端优化设计方法能够优化器件的表面电场分布,有效降低表面电场峰值,并提高终端效率。

8.5kV特高压晶闸管低占比终端结构设计与研究

作为能量变换和传输的重要器件,大功率晶闸管在诸如高压直流输电等领域得到广泛应用。随着电网对输电功率容量的要求越来越高,提高晶闸管导通容量备受关注。但是,随着容量的提升,传统的直线斜角造型技术在保证角度足够小的同时,会减少较多的阴极有效导通面积。为解决此问题,提出了一种低占比终端结构的大功率晶闸管,该晶闸管采用折线造型技术,能够在终端结构侧做到更小的角度,达到与直线斜角造型技术同样的电场优化效果,还可以保证阴极有效导通面积。最后,通过Silvaco平台,建立8.5 kV晶闸管的TCAD模型进行分析,验证所提出的结构的可行性。

一种基于神经网络优化预测模型的SiC MOSFET阻断电压确定方法

功率器件设计者常需要通过器件仿真进行器件的设计与优化,但由于仿真结果的未知性,设计者需要逐步调整相关参数,使仿真结果不断逼近目标值,这需要耗费大量的时间,而目前又没有有效的解决办法。为解决这个问题,提出了一种基于神经网络的优化预测模型,以确定SiC MOSFET的阻断电压。将测试温度、第一场限环间距、环间距变化步长、场限环个数和漂移区浓度作为自变量,代入器件仿真软件中进行仿真,从而得到VDMOSFET阻断电压(作为因变量),将其分别代入BP神经网络和RBF神经网络中进行预测,并对二者的预测误差进行对比。结果表明,使用LM算法的BP神经网络预测模型能够很好地预测VDMOSFET的正向阻断电压,可为设计者节约大量时间。

基于SVPWM调制方式的列车牵引逆变器功率器件寿命预测

空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)可分为五段式SVPWM和七段式SVPWM。为提高牵引逆变器的可靠性,对其关键部件IGBT模块进行基于任务剖面的结温分析和寿命预测,研究2种不同SVPWM调制策略对器件寿命的影响。首先,建立高速列车牵引逆变系统的电热模型,分析动车组运行速度和不同SVPWM调制策略对器件损耗的影响;其次,以某CRH3型动车组全天的模拟工况为例,计算功率器件的结温,采用雨流计数法提取功率器件热循环的结温信息,包括结温波动和结温最大值;最后,采用Norris-Landzberg寿命模型和Miner线性累积损伤模型计算功率器件的损伤,预测对比2种SVPWM调制策略下的功率器件寿命。仿真结果表明,二极管的结温波动和结温循环最大值比IGBT的结温波动和结温循环最大值更大。采用七段式SVPWM调制策略能延长IGBT模块17.8%的寿命,节约动车组维护成本。

闭式冷却塔填料油膜清洗前后的性能对比试验研究

在总结国内外冷却塔淋水填料性能测试装置的基础上,搭建了一套填料性能测试试验系统。通过试验,保持进水温度和进水流量不变,模拟不同湿球温度下,对比闭式冷却塔填料表面油膜清洗前和清洗后的换热性能,分析出填料表面油膜对闭式冷却塔换热性能的影响。研究得到的性能规律对该种淋水填料在实际塔中的应用具有重要的指导意义。

硼掺杂介孔炭吸附四环素的效能与机制

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料(B-CSC)用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪(BET)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线光子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)以及Zeta电位仪(Zeta)对其微观结构及物化性质进行了表征分析.系统考察了初始pH值、不同金属阳离子以及不同背景水质条件对其吸附效果的影响.结合材料表征与相关分析等对其强化吸附机制进行了深入讨论与分析.结果表明,一步热解能够将硼掺入椰壳炭的表面及晶格,导致其拥有更大的比表面积和孔体积,引入硼的形态主要是H_(3)BO_(3)、B_(2)O_(3)、B和B_(4)C.B-CSC对四环素的吸附量达到297.65 mg·g^(-1),是原始椰壳介孔炭(CSC)的8.9倍.同时,B-CSC对于水环境中常见污染物罗丹明B(RhB)、双酚A(BPA)和亚甲基蓝(MB)的吸附量分别高达372.65、255.24和147.82 mg·g^(-1).B-CSC对四环素的吸附过程是物理化学作用共同主导的,主要涉及液膜扩散、表面吸附、介孔与微孔内扩散和活性位点吸附,H3BO3是其主要吸附位点.吸附强化机制主要是硼掺杂降低了其碳网络的化学惰性,增强了其与四环素分子的π—π相互作用和氢键作用.

全球能源互联网物理-信息系统协同仿真平台

在分析全球能源互联网物理-信息系统耦合机制的基础上,对多层级能源网络的结构特点、仿真需求、方法工具进行了比较分析。针对负荷分散控制问题,搭建了物理-信息协同仿真平台。仿真结果表明,通信环境对负荷控制效果具有显著影响,协同仿真平台能够准确反映这一影响,说明了协同仿真的必要性。

基于集中式信息系统的主动配电网鲁棒优化调度

为了适应配电网从被动受电向主动供电角色的转化,提出基于集中式信息系统的主动配电网鲁棒优化调度策略。采用交流潮流模型描述配电网的功率平衡关系,计及无功注入的调节作用,建立两阶段电能与备用联合调度模型;应用鲁棒优化技术,构建可再生能源发电出力的不确定性集合;将高维、非凸的最优化问题转化为凸问题,以保证最优解的性能。对算例系统进行仿真计算,结果表明资源的优化调度提高主动配电网的灵活性,所提出的鲁棒优化调度策略能够增强主动配电网对间歇性可再生能源发电的容纳能力。

组蛋白去甲基化酶NO66在常见肿瘤中的表达及临床意义

目的探讨组蛋白去甲基化酶NO66在结肠癌、前列腺癌、肝癌、肺癌、胶质瘤等5种常见肿瘤中的表达、患者预后及临床意义,讨论其是否可作为药物的潜在靶点。方法收集结肠癌组织样本18例,前列腺癌组织样本13例,肺癌组织样本20例,肝癌组织样本18例,胶质瘤组织样本5例。利用苏木精-伊红(HE)染色确定5种肿瘤组织的基本形态结构,利用免疫组织化学法处理5种肿瘤组织样本,确定NO66在5种肿瘤组织中的分布情况。检测结肠癌HCT116、前列腺癌PC-3、肝癌HepG-2、肺癌A549、胶质瘤LN229细胞中NO66蛋白表达水平。通过TCGA数据库分析NO66表达高低与肿瘤患者生存率、肿瘤分级分期和免疫细胞浸润的关系。结果结肠癌组织NO66表达最高,前列腺癌组织中等表达,肺癌、肝癌、胶质瘤组织低表达。NO66与胶质瘤患者不良预后相关,且与免疫细胞浸润呈明显正相关。结论NO66可作为胶质瘤患者不良预后的标志物,其机制可能是通过参与免疫细胞浸润过程发挥作用。