微生物肥料对西红花生长及代谢物的影响

在大田条件下,研究了重茬净、微生物菌剂、锦能菌宝、自制活性生物肥料4种不同微生物肥料对西红花产量、代谢物和根际微生物生态的影响。结果表明,与对照组相比,施用微生物肥料后,根际土壤中好酸性的细菌呈减少趋势,而嗜中性或碱性的细菌呈增加趋势,4种微生物肥料均能提高西红花有效球比例,表明增施微生物肥料具有缓解西红花连作障碍的功效。同时,增施重茬净、微生物菌剂、锦能菌宝和自制活性生物肥料分别引起2,3,3和13种代谢物含量上调和2,3,2和4种代谢物含量下调。

植物生长调节物质和肥料对番红花生理生化的影响

以番红花为试材,采用大田试验的方法,研究了植物生长调节物质(DTA-6、芸薹素内酯)和商品肥(杜高活力钙、杜高活力藻+高力金)喷施后叶片生理生化的变化,以期阐明番红花产量改变的机理。结果表明:喷施植物生长调节剂和商品肥后,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素总量(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量、可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量分别增加了-1.3%~21.8%、21.3%~56.9%、5.2%~22.5%、33.2%~59.5%、0.5%~2.2%、8.2%~21.3%、子球茎产量增加了6.8%~13.9%,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别提高了24.7%~41.2%、2.6%~22.2%、0.3%~37.5%,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量降低了3.9%~32.0%。喷施植物生长调节物质的效果要优于商品肥,而以喷施芸薹素内酯的效果最佳。推测子球茎产量的升高是由于喷施植物生长调节物质和商品肥提高了叶片抗氧化系统清除活性氧的能力,从而使叶绿素含量和光合作用得以提高,延缓叶片的衰老所致。

从多花黄精种植分析智慧农业的作用和发展

随着我国科技水平的不断提高,物联网技术在农业生产中得到了一定的应用,物联网技术是智慧农业的基础核心。发展智慧农业有助于我国的农业生产朝着信息化、国际化、科学化的方向发展。在多花黄精的种植中,利用物联网技术,能够建立多花黄精生产数字化平台,改进多花黄精生产方式。文章从多花黄精的种植与繁育中,综合分析了智慧农业的作用与发展。

10个种源西红花引种及其性状比较

引种10个种源的西红花(编号1~10),比较生长过程的性状差异。结果显示,6号和9号种球的重量和花丝产量均显著高于其他种球,且二者的萌芽期、始花期、盛花期较早,终花期较晚。同时,在发芽率、芽直径、新生球直径和新生球高度均有良好表现。综合考虑认为,所引10个种源的西红花中,6号和9号种球比较适合引种到本地区。本次引种也为以后高效优质的西红花新品种选育提供数据支撑。

全固态高压双极性方波脉冲叠加器的研制

为满足高压双极性脉冲产生臭氧的实验需求,研制了1种新型的全固态高压双极性脉冲叠加器。该结构对全桥结构的脉冲叠加器进行了改进,减少了开关使用数量,通过控制主电路中MOSFETs的驱动信号,实现双极性高压脉冲的输出。对电路的结构设计、容性负载下的工作过程、参数设计进行了阐述分析,并利用Pspice软件对电路的可行性进行了仿真验证。最后搭建了1台9级实验样机,实验表明:该双极性高压脉冲源的截尾机制可有效解决脉冲拖尾问题;电容负载时,采用改进后的控制策略避免了偏压的产生,脉冲源可稳定输出±4k V、最小脉宽600 ns的方波窄脉冲;在DBD负载下频率最高可达12 kHz,为开展高压脉冲产生臭氧的实验提供了硬件支持。

华东覆盆子引种驯化及繁殖栽培技术

华东覆盆子是杭州市道地中药材,也是淳六味之一。文章通过对杭州市华东覆盆子主要产区的调查,开展华东覆盆子引种驯化与栽培技术研究,阐述了华东覆盆子生态因子的适应性和生长习性,提出其引种驯化的关键技术措施,总结华东覆盆子在杭州富阳地区丰产栽培的关键技术,为进一步开发利用华东覆盆子资源提供了技术参考。

磁压缩脉冲发生器的仿真与研究

设计一种应用于水中放电能够输出快前沿纳秒级高压窄脉冲的两级磁压缩脉冲发生器,根据磁脉冲压缩原理设计出磁开关相关参数,击穿水介质产生等离子放电通道需要均匀的电场,因此外置磁复位电路清理剩磁。选用铁基纳米晶磁芯在PSPICE仿真软件中创建磁开关模型并添加封装库,磁开关模型能够很好地模拟MPC(magnetic pulse compression)在实际应用中电压电流逐级压缩的工作状态。频率、脉宽和相位可调的优点使IGBT(insulated gate bipolar transistor)在实际应用中常作为初级控制开关,用于辅助MPC设计一种三极管电压反向放大延时电路封装开关模型,来实现与实际选用IGBT开关参数的对应。由仿真结果,50Ω电阻上输出一个上升沿90ns,幅值8.5kV的高压窄脉冲,前沿压缩倍数为6.4。

快前沿单级磁压缩发生器的试验研究

大气压下介质阻挡放电需要快前沿纳秒级高压脉冲来产生低温等离子体,为此,设计了可以应用于介质阻挡放电带磁芯复位的单级磁压缩脉冲发生器,主要由充电系统、中间储能、磁开关与升压变压器组成。基于半导体驱动的深入研究,由555定时器组成的脉宽可调的方波发生器和集成单稳态触发器SN74123组成的延时电路产生频率、脉宽和相位可调的单次或重频触发信号,经过基于IR2110的半桥电路驱动IGBT。实验选取铁基纳米晶磁芯进行测试,根据磁性材料的物理特性参数,计算出磁开关饱和时间与匝数。试验结果,在200Ω电阻负载上输出幅值15 kV、上升沿60 ns、半峰宽150 ns的窄脉冲,前沿压缩倍数为19.2。

用于脉冲叠加器的LLC谐振充电源的研究

为了更好地满足串联磁芯结构的脉冲叠加器充电需求,设计了一款结构紧凑、开关频率较高的全桥LLC变换器充电源,并提出附加平衡绕组的方法,解决了每级储能电容充电电压幅值不一致的问题。在对变换器的结构设计、工作过程、参数设计进行了阐述分析后,搭建了10级脉冲叠加器及谐振变换器充电源实验平台。实验表明:该充电源在开关频率100kHz时实现了软开关功能;使用附加平衡绕组的方法能够有效提高每级电容充电电压的一致性;通过调节变换器充电源的充电电压,脉冲叠加器能稳定输出幅值8kV、脉冲宽度2μs、频率10kHz的高压脉冲,满足脉冲叠加器的充电需求。

全固态高重频高压脉冲电源

设计了一款全固态高重频高压脉冲电源,主电路采用以IGBT为主开关的半桥式固态Marx电路,驱动电路采用磁芯隔离带负压偏置的同步驱动方案,并由FPGA提供充放电控制信号和故障诊断、保护。该方案既可实现对多级电容的低阻抗的快速并联充电控制,又可实现截尾功能以加快脉冲后沿获得方波脉冲,且可实现百μs以上的宽脉冲输出,可用来产生高压脉冲电场。此外,该电源还可在突发模式下输出脉冲个数和频率均可调的多个高频脉冲系列。实验表明,该输出电压幅值可高达40kV,输出峰值电流可达100A,重频可达30kHz,上升沿和下降沿均低于100ns,突发模式下重频可高达200kHz。所设计的脉冲电源输出参数连续可调,且体积小巧。

多路Marx并联高压脉冲电源研究

脉冲功率技术在工业和生物医学领域有着广泛的应用,很多应用场合要求输出数百安培的高压脉冲。固态Marx发生器虽已研究多年,但是被广泛采用直插封装的IGBT和MOSFET功率半导体开关管的额定电流通常都低于100 A,无法满足低阻抗负载的应用需求。为提高输出脉冲电流幅值,提出两种多路Marx发生器并联的脉冲电源的拓扑结构,第一种方案采用多路Marx发生器直接并联,第二种是共用一组充电开关管的多路Marx发生器并联。由FPGA提供充放电控制信号,采用串芯磁环隔离驱动方案实现带负压偏置的同步驱动,主电路选用开通速度快、通流能力强的IGBT为主开关的半桥式固态方波Marx电路。实验结果表明,6路16级Marx直接并联的脉冲发生器能输出重频100 Hz高压方波脉冲幅值可达10 kV,在30Ω负载侧输出峰值电流可达300 A,上升时间230 ns。共用充电开关管的6路4级Marx并联发生器在5Ω电阻负载上的输出电流峰值可达300 A,最大输出电流可达460 A,上升时间272 ns。表明多路Marx发生器并联可以有效地减小系统内阻,提高系统带载能力;改进后的并联方案实现大电流脉冲输出的同时,所采用的开关管数量减小近一半,提高了系统的抗干扰能力的同时,降低了脉冲电源的成本;且增加级间并联导线可进一步改善均流效果。

自触发驱动的全固态Marx发生器

随着全固态高压脉冲发生器在材料改性、生物医学和工业等领域上的广泛应用,全固态脉冲发生器正朝着小型化、智能化和模块化方向发展。为了进一步减小电源的体积、降低成本,提出了一种自触发驱动的正极性全固态Marx发生器的拓扑。只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断,通过级间电容对相邻级的放电管门极自动充电和放电,使其依次导通和关断。这种拓扑使得Marx发生器中的多个开关管的驱动电路简单很多,无需提供隔离供电的多路驱动电源,且避免了开关的动态、静态均压问题。基于这种拓扑搭建了一台17级的正极性Marx发生器样机,且电压幅值和脉宽都连续可调,在10 kΩ纯阻性负载上输出10 kV、重复频率100 Hz的正极性高压脉冲,脉冲前沿约为328 ns。样机体积小巧、工作稳定,验证了该方案的可行性。

双极性固态直线变压器驱动器的研制

在针对脉冲电磁场肿瘤消融的应用场合,双极性脉冲比单极性脉冲效果更均匀,而要产生ns级前沿的双极性高压纳秒或亚微秒脉冲难度大,电磁干扰强,控制要求更高。设计了一台双极性全固态直线型变压器驱动源(SSLTD),双极性SSLTD由结构完全相同的LTD模块经过副边绕组反向串联构成,在负载上实现双极性窄脉冲。双极性SSLTD输出波形稳定的脉冲的关键在于磁芯复位,通过电阻负载实验,重点对比分析了复位电流的形式对复位效果的影响,以及采用直流复位时幅值、脉宽、正负脉冲时间间隔、单级模块中开关管并联数量、复位电流大小对双极性SSLTD输出的影响。实验结果表明,所设计的双极性SSLTD能够在500Ω负载上稳定产生重频双极性纳秒脉冲,输出电压0~±5 kV可调,脉宽200~400 ns可调,正负脉冲时间间隔0~1 ms可调,上升沿和下降沿20~50 ns;反向串联的直流复位电路结构简单、复位效果好。该脉冲源使用模块化设计,结构紧凑,电气绝缘要求较低,可灵活输出双极性、正极性与负极性高压亚微秒脉冲。

基于谐振电路与脉冲变压器的高压脉冲源设计

提出一种基于谐振电路与脉冲变压器结合的高压脉冲实现方案,该方案利用电容与电感的谐振效应,结合脉冲变压器的升压作用,在仅使用一个半导体开关的条件下,实现高压脉冲的输出,其结构简单,成本低,并且可实现零电压关断。并对于电路的运行模式进行了理论分析,搭建了原理样机进行实验。容性负载条件下,实现频率1~15 kHz、幅值0~10 kV可调的高压脉冲输出,对比分析了续流支路以及续流电阻对于输出高压脉冲波形的影响。利用该脉冲电源进行DBD放电实验,成功驱动介质阻挡放电反应器,验证了该方案的可行性。

固态Marx发生器的过流保护研究

具有快速上升沿、低开关损耗的SiC MOSFET已逐渐在固态高压脉冲电源中使用。针对固态Marx发生器中的常见短路故障,分析了SiC MOSFET的过流损坏机制,提出了一种新型的带过流保护的驱动系统。该驱动系统不仅实现了宽驱动信号同步输出,同时能够在整个SiC MOSFET导通期间提供过电流钳制效果。驱动系统中的保护电路利用SiC MOSFET门极电压与漏极电流的关系,通过单个采样电阻和一对反向串联的稳压管将SiC MOSFET门极电压拉低的方式来限制过电流。实验结果表明:当开关管的导通电流较小时,虽然门极电压会有轻微下降,但是SiC MOSFET的导通阻抗仍然很低;而在过电流故障发生时,门极电压会被快速拉低,开关管的导通阻抗急剧上升,从而迅速将导通电流钳制在安全范围内。

基于磁隔离驱动的亚微秒高压脉冲电源

为满足不可逆电穿孔对高压纳秒脉冲电源的需求,并且突破电源模块耐压的限制,提出了一款以正极性Marx为主电路、具有ns级前沿的高重复频率的亚微秒高压脉冲电源。该脉冲电源使用光纤传输信号,经过驱动芯片放大信号后,利用磁芯变压器传递驱动信号给MOSFET。磁芯变压器给电路提供了磁隔离,使驱动电路不会受高压输出的影响,提高了电路的耐压水平。驱动电路设计简单,所需元器件较少,可提供负压偏置,使开关管可靠关断,提高电路的抗电磁干扰能力,保障电路稳定运行。此电源由16级电路构成,实验表明:在10 kΩ纯阻性负载上,当输入电压为630 V时,即可得到10 kV的高压输出。其最小脉宽为300 ns,频率1 Hz~10 kHz可调。该脉冲电源结构紧凑,能够做到输出电压、脉宽、频率可调。研究了磁芯材料和匝数对驱动脉宽的影响。结果表明:匝比的增加会影响信号脉宽,在一定的条件下,单匝电感量的差异和磁芯材料的不同对信号脉宽的影响较小。

固态Marx发生器的自动控制研究

为了进一步推广固态Marx发生器的应用,实现输出脉冲波形的直观显示,提高电压调节精度,缩短充电调压时间,有必要对固态Marx发生器的自动控制进行研究。以现场可编译门阵列(FPGA)作为控制器,将输出电压、频率、脉宽、过电流阈值等参数以及故障检测及指示直接显示在液晶屏上,实现可视化设置和调节,在固态Marx发生器的输出端并联分压电路和高速数模转换电路,对输出的高压脉冲采样,一方面用于闭环PID控制实现分段式快速充电和输出电压精准化调节,另一方面用于在虚拟示波器中实时显示输出脉冲电压的基本波形。此外,在电路中加入了故障检测和保护机制,迅速检测电路中出现的过温、过电流等故障并对其及时停机响应以保护脉冲电源和操作人员安全。在20级的固态方波Marx发生器样机中产生的重复频率方波脉冲电压波形表明,该样机已经初步实现自动化控制,并能可靠运行。

新型全固态高压多电平波形发生器的研制

为得到在生物医疗、器件物理特性等研究方面所需的高压多电平技术,提出了一种新型全固态高压多电平发生器结构。对比传统结构,该结构以更少开关管数量实现相同电平输出,这不仅减少了发生器的整体体积,更节约了成本,优化了系统的电磁兼容。详细阐述了电路的结构设计、工作原理以及阻性负载和容性负载下的控制时序,搭建了一台最大输出11级电平试验样机,实验表明,该高压多电平发生器采用改进型控制时序能够有效消除预脉冲现象,工作频率2 kHz,电压最高幅值±2 kV,能够在阻性和容性负载下稳定工作。

采用单开关谐振电路的脉冲电源设计

谐振电路可以实现软开关,减小开关损耗,而广泛应用于电力电子领域。谐振电路工作在特定模式下可以产生脉冲形式电压,相较于其他脉冲发生器拓扑具有开关数量少、低开关损耗和低电磁干扰(EMI)的优点。谐振电路通常需要半桥或全桥转换器产生一个方波激励,本文提出了一种结合脉冲变压器和单开关谐振电路的脉冲电路,主电路只需使用一个半导体开关,便可通过谐振电路和脉冲变压器在副边得到高压脉冲,且可以实现零电流关断(ZCS)。对电路的工作过程进行了理论分析,并搭建了样机进行了带载实验。试验结果表明,在介质阻挡放电(DBD)负载上实现了频率为10~20 kHz、幅值为5~10 kV的正弦脉冲电压。该电路结构简单,成本低,安全可靠。

基于Marx的任意极性方波脉冲电源设计

设计了一种基于Marx电路的方波脉冲电源,该电源采用磁环隔离驱动方案与全桥Marx电路相结合,实现了正极性、负极性和双极性高压方波脉冲的输出,解决了常规脉冲电源只能输出特定极性脉冲的限制。对电路的运行模式经行了理论分析,并搭建了16级实验样机。实验结果表明:在空载条件下,实现了频率1 kHz,幅值10 kV的正极性、负极性及双极性高压方波脉冲输出。其最小脉宽1μs,极性可调。该脉冲电源结构紧凑,可以实现输出电压、脉宽、脉冲极性可调。最后使用该方波脉冲电源驱动平行板介质阻挡放电反应器。结果表明:该方波脉冲电源可以作为介质阻挡放电驱动源。