单级磁脉冲压缩系统实验研究

基于没有附加磁芯复位电路的磁脉冲压缩网络,设计研制了单级磁脉冲压缩系统;介绍了系统电路的工作情况,通过计算给出了系统关键元件的参数;应用Pspice仿真分析软件对系统电路进行仿真,仿真结果显示,负载为500Ω时,饱和变压器和磁开关的磁芯所需饱和时间分别为6μs和500 ns。实验结果表明:系统接200Ω负载时,输出脉冲幅值约18.5 kV,下降时间约40 ns,脉冲宽度约70 ns,最高重复频率可达500Hz;引入高压快速恢复二极管替代续流电感,不仅有效抑制了负载预脉冲,而且输出脉冲尾部的振荡幅值与持续时间都显著减小。

长串高压硅堆的电压分布与不等值均压分析

内部均压是高压硅堆研制的关键技术,而硅堆电压分布不均的现象在端部最为突出。以硅堆分布参数等效电路为基础,先采用解析方法分析硅堆内部电压分布规律和影响因素,针对硅堆端部电压分布尤其不均匀的特点,建立EMTP仿真模型,分析端部强制均压元件参数对硅堆电压分布不均匀系数的影响。提出采用非等值均压参数配置方法改善端部电压分布,并通过实验验证了这种非等值均压参数配置方法对改善高压硅堆电压分布不均匀度的效果。研究表明,这种端部均压方法能有效降低硅堆端部的分压,从而提高硅堆整体的反向耐压。

单级磁脉冲压缩系统分析

为提高磁脉冲压缩系统的应用效果,在分析了传统磁脉冲压缩系统的原理、缺点后介绍了省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统并从原理、压缩过程以及不同的拓扑电路3方面详细分析了单级磁脉冲压缩系统,特别是C3和C4对负载放电过程,给出了等效电路。通过等效电路的仿真解释了续流电感L2对系统的影响;仿真和实验结果的对比验证了电路仿真模型的正确;对于快速恢复二极管替代续流电感的系统电路,仿真与实验结果均表明脉冲尾部的反峰幅值与持续时间都显著减小。

20kV固态Marx脉冲调制器研制

阐述了20kV固态Marx脉冲调制器的设计原理、结构特点及驱动控制方法。该系统由8级模块串联而成,每级模块的储能电容、高压充电和固态开关驱动供电均采用高压硅堆隔离,Marx模块采用两只独立控制的高压绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)对模块的储能电容实现充电和放电。IGBT驱动电路采用高压硅堆隔离供电、光纤传输触发脉冲和高性能IGBT驱动模块TD350设计构成。驱动电路具备完善的欠压、过流和过压保护功能。Marx模块采用插拔式结构,维护快捷简便。脉冲源在无强化散热措施条件下,输出方形高压脉冲幅度大于20kV,脉冲宽度为10μs,脉冲前后沿均为300ns,重复频率可达1kHz。

Ku波段微波无线输能系统技术研究

微波无线输能是未来能量传输的一种重要手段,在太阳能电站、孤岛输电、无人机供电、能源卫星等军民用领域有广泛应用前景。根据能源卫星无线传能这一应用需求,基于高效率真空功率器件,文中将载波频率拓展到Ku波段,高压电源采用单级谐振变化技术,显著降低了变换器开关损耗;微波源为高效率行波管,采用螺距动态速度渐变再同步技术和多级降压收集极技术,大幅度提高了互作用和收集效率;微波整流采用肖特基二极管,并进行多路合成,降低了插入损耗,优化了整流效率。据此搭建了Ku波段高效率远距离微波无线输能系统,经测试,在载波频率12.5 GHz、传输距离25 m条件下,微波发射功率150 W,市电到直流(AC-DC)总转换效率达5.6%。

结温对高压白光LED光谱特性的影响

高压LED因其自身突出的特点在照明领域有着潜在的应用优势,但作为一种新型功率LED,其光电热特性仍需深入研究。该实验对6和9V GaN基高压LED芯片进行了相同结构和工艺条件的封装,对封装样品进行了10~70℃的变温度光谱测试,并进行了从控温平台温度到器件结温的转换。为保证器件的电流密度相同,6和9V样品光谱测试的工作电流分别设定为150和100mA。结果显示,结温升高会导致蓝光峰值波长红移、波长半高宽增大、光效下降和显色指数上升等现象。在相同平台温度和注入功率下,9V样品的结温低于6V样品;随着温度的升高,9V样品波长半高宽的增加量比6V样品少1.3nm,光效下降量少1.13lm·W^(-1),显色指数上升量少0.28。以上表明,与低压LED相比,高压LED有着更低的工作结温和更小的温度影响。原因在于,相同环境温度下高压LED具有更好的电流扩展性和更少的发热量。此特性在高压LED的研究、发展与应用等方面具有参考价值。此外,峰值波长仍与结温有着较好的线性度,在光谱设备精度较高的情况下可继续作为结温的敏感参数。

彩色AC-PDP寻址驱动芯片的研究

本文主要分析寻址驱动芯片μPD16327的电路功能,并用MEDICI软件对其高压管进行耐压仿 真,实验结果证明耐压符合要求。

具有侧面柱状结构的高压LED芯片制备

设计制作了一种具有侧面柱状结构的高压发光二极管(HV-LED)芯片,与未作侧面柱状结构的HV-LED芯片相比,在正向电流20mA下,其光功率提高了7.6%,而正向电压和波长基本维持不变。对这两种HV-LED芯片的电流和电压以及电流和光功率的关系进行研究。封装白光后的测试结果表明,在色温4 500K、驱动电流20mA下,具有侧面柱状结构的HV-LED芯片光效达125.6lm/W。在标准测试温度为20℃、正向电流为20mA驱动下,具有侧面柱状结构的HV-LED芯片封装老化测试1 000h后,光衰仅为2%。