基于分立器件并联的高功率密度碳化硅电机控制器研究

新能源车用的电机控制器通常通过大功率模块来完成,但大功率模块一般成本比较高,体积比较大,资源也有限。该文基于SiC MOSFET分立器件并联设计了一种高功率密度电机控制器,为了从电气和散热角度最大程度地提升材料和空间利用率,实现高功率密度以及分立器件的良好动静态均流,设计了一种新型的电子系统结构,并提出了一种能动态平衡并联MOSFET电流的高抗扰驱动电路以及可实现低寄生电感、大电流以及高散热的适合分立器件并联应用的新型印制电路板(PCB)叠层母排设计方法。提出的电路及方法既有利于实现并联器件的动静态均流,又可以减小寄生电感造成的影响,还可以有效抑制负向串扰电压。对基于上述研究成果开发出的碳化硅电机控制器,经过双脉冲及功率实验,结果表明,设计的分立器件并联控制器并联均流效果好、散热好、功率密度高,在风冷的条件下,实现了效率最高为99.5%,功率密度为60 kW/L,可应用到新能源整车系统中。

电动汽车用高功率密度碳化硅电机控制器研究

碳化硅(Siliconcarbide,SiC)作为世界公认的替代硅(Silicon,Si)的下一代半导体材料,具有耐压高、开关速度快、开关损耗小的优势,是实现车用电机控制器功率密度提升的关键要素。该文针对构成SiC控制器的关键部件,研究SiC金属氧化物场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)模块、直流支撑电容器、控制和驱动电路以及电磁干扰(electro-magneticInterference,EMI)滤波器的设计方法。在SiC模块方面,研究多芯片并联结构MOSFET的布局评价体系,以此为基础设计包含72个SiC芯片的SiC MOSFET模块。在直流支撑电容器方面,以减小电容器体积为目标,结构上与控制器壳体统一设计,电气参数上建立描述电机系统性能与电容器容值及许用纹波电流关系的数学模型,优选最为合适的参数,减小电容器体积。在控制和驱动电路方面,通过采用非隔离电源系统、多层电路板等手段,减小电子系统的电路面积,开发出仅信用卡大小的超紧凑主控板和能够与SiC模块直接插接的紧凑型驱动板。在EMI滤波器方面,提出滤波器拓扑和滤波元件参数同步设计方法,有助于解决EMI滤波器设计中反复试验迭代和过设计的问题。基于上述研究成果,开发出峰值功率85kW,开关频率20k Hz,最高效率98.6%,功率密度37.1kW/L的全SiC电机驱动控制器。

SiC MOSFET开关损耗测试方法研究

准确测量金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxide-semiconductor,MOSFET)开关损耗,是正确评估碳化硅(silicon carbide,SiC)MOSFET开关特性、优化驱动电路、降低损耗的前提。由于SiC MOSFET具有较高的开关速度,传统的双脉冲测试方法存在测量延时、高频振荡等问题,导致损耗评估这一在Si IGBT时期并不严重的问题在SiC时代更加凸显。该文首先对理想开关过程进行分析,提出一种由开关时序特征来校准测量延时的方法,并考虑到实际开关过程中寄生参数的影响,对延时校准方法进行改进;其次分析开关暂态过程中的高频振荡,提出一种计算高频振荡产生附加开关损耗的方法,在保证器件安全的前提下,通过综合开关损耗最优原则对驱动电路参数进行筛选;最后以一款自主封装的全SiC MOSFET功率模块为例,对测试方法进行评估验证,设计结果应用于一款车用驱动控制器,和相同功率等级的Si IGBT控制器进行测试对比,证明文中方法的正确性和实用性。

球上平衡移动机器人线性二次型最优控制

对一种在球上平衡的轮式移动机器人系统进行了动力学分析,运用拉格朗日方程法建立了其动力学模型,根据系统的特点提出了一种线性二次型最优控制方法,用于机器人的控制。仿真结果表明,所设计的线性二次型最优控制器可以有效地实现球上平衡移动机器人的平衡控制、定位控制和轨迹跟踪控制,并且整个控制过程具有响应速度快、超调小、抗扰动能力强等特点。

格斗类赛事风险管理研究

本文采用文献资料法和逻辑分析法,对格斗类赛事进行风险管理研究。格斗类赛事是一项身体碰撞的激烈运动项目,对赛事本身而言存在着极大的风险,需要制定出一整套完整的风险管理系统,分析出格斗类赛事可能发生的风险,并提出相应的风险应对方案,目的是降低风险发生率和节约赛事成本。

我国农村小学体育教师职业素养提升研究

体育教师是课堂教学的组织者和引导者,对课堂的进程起着引导作用,深刻影响着学生学习体育知识的能力。现阶段,我国农村小学体育教师的职业素养面临着一些困境,存在体育基础设施差、体育意识不足和创新能力不强等情况,尤其存在专业知识素养和专业能力素养是两大短板,影响体育教学质量,从而影响着学生学习体育知识和掌握体育能力的效率。随着新时代的到来,我国的教育体系在进行深化改革,教学内容、教学手段、教学方法和教学创新能力等方面都需要进行改进,以提升体育教师职业素养。

现代大学生课外体育运动状况研究

自《全民健身条例》发布后,国家体育产业所占比例越来越高,从2009年起将每年8月8日定名为"全民健身日",这就为我国大学生开展课外体育活动加入了一剂兴奋剂。现如今我国正在全面开展全民健身活动,大学生利用课余时间进行的课外体育活动担当一个重要的角色。课外体育运动能够增强现代大学生的身体健康、培养运动兴趣,促进大学生的心理健康。

我国群众体育赛事品牌培植及对策研究

文章对群众体育赛事品牌培植的意义和优劣势进行研究,目的是为推动全民健身战略、提升城市品牌的核心竞争力,为把我国建设成体育强国提供理论参考。从群众体育赛事品牌培植所存在的问题、威胁和挑战入手,主要包括政府干预力度过大、缺少相应的理论基础、缺乏资金支撑和同类型比赛竞争力增加。建议:拓展多元化资金来源渠道、完善赛事制度合理公平、增加赛事管理人员的职业素养和引进知名的群众体育赛事品牌,从而建设知名度较高的群众体育赛事品牌。