影响快速晶闸管关断时间的因素分析

为得到脉冲大电流工况下不同影响因素对晶闸管关断时间的影响程度,从而优化混合式断路器强迫换流参数的设计,本文基于应用于混合式断路器中的快速晶闸管,搭建试验回路,建立脉冲大电流试验环境,探究晶闸管关断电流峰值、关断电流变化率以及反向电压对快速晶闸管关断时间的影响。

考虑关断时间的回线源激发TEM三维时域有限差分正演

从麦克斯韦旋度方程出发可以直接导出瞬变电磁场扩散方程,然而扩散方程不含电场对时间的一阶导数,不能构成显式的时域有限差分方程,借鉴du Fort-Frankel有限差分离散方法引入虚拟位移电流项构建显式时域有限差分方程.对Wang和Hohmann的经典时域算法进行了两点改进:第一,通过将矩形回线源电流密度加入麦克斯韦方程组的安培环路定理方程,实现回线源瞬变电磁激发源加入;第二,在计算中考虑关断时间.第一点改进使时域有限差分方程考虑了一次场的计算,并且源的计算不再依赖均匀半空间模型响应作为初始条件,使算法能够适应表层电阻率不均匀时的三维复杂模型.由于实际观测中不可能出现阶跃电流的关断形式,第二点改进可以方便设置发射电流下降沿.采用改进的三维时域有限差分正演算法对均匀半空间模型、四类三层模型、均匀半空间中含有低阻块体模型进行了计算并分别与解析解、线性数字滤波解、积分方程解和Wang的三维时域有限差分解进行了对比验证.以H模型为例,采用建立的三维时域有限差分正演算法计算了不同关断时间的斜阶跃脉冲回线源瞬变电磁中心点感应电动势衰减曲线.以实际地质资料为基础,构建包含两层采空区的三维复杂模型,以1μs的极短关断时间进行了复杂模型定回线源瞬变电磁响应计算,并计算了该复杂模型的视电阻率曲线.

固定关断时间控制Buck变换器斜坡补偿技术及其机理研究

当输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)较小时,固定关断时间控制(fixed off-time,FOT)控制Buck变换器可能工作在不稳定的混沌状态。提出FOT控制Buck变换器的斜坡补偿技术,通过采样电感电流信息对输出电容电压进行电压斜坡补偿,实现了低ESR输出电容FOT控制Buck变换器的稳定工作。分析斜坡补偿的作用机理,给出确保变换器稳定工作时斜坡补偿电压斜率的临界值。建立斜坡补偿FOT控制Buck变换器的离散映射模型,研究斜坡补偿电压斜率作为分岔参数时斜坡补偿FOT控制Buck变换器的动力学行为。研究结果表明,斜坡补偿有效拓宽了变换器输出电容ESR的稳定工作范围,通过斜坡补偿技术,输出电容ESR较小时FOT控制Buck变换器也能稳定正常工作。实验结果验证了理论分析的正确性。

中心回线关断时间对海洋电磁响应影响研究

海洋可控源电磁探测利用海水中电场或磁场与海底电导率之间的关系来获取海底介质信息,研究海底内部组成和构造;给出了由频率域电磁响应计算时间域电磁响应的方法,仿真分析关断时间对海洋可控源中心回线装置时间域电磁探测响应的影响,结果表明,时间域可控源电磁探测发射电流的关断时间不仅影响接收到的早期信号的幅值,而且影响对海底浅部介质的分辨能力。

晶闸管的关断过程及关断时间公式的修正

本文进一步闸明了晶闸管关断的物理过程,根据莫尔理论和电荷控制模型推导出一个包含晶闸管两个共基极直流电流放大系数的新的关断时间表达式。该公式充分体现了器件的导通过程与关断过程之间的联系,并用实验对公式进行了验证。

控制关断时间的峰值电流模式准PWM控制方法

为使采用峰值电流模式控制方法的电流环在不做斜坡补偿的情况下能在很宽的占空比范围内稳定工作,文中提出了控制关断时间的峰值电流模式准PWM控制方法。该方法通过输入输出电压或占空比的反馈独立控制关断时间以维持开关周期的恒定,并使电流环电感电流扰动偏差无法再逐周期传递,从而消除了次谐波振荡的可能。由于峰值电流限值本身的纠偏作用,电流环电感电流的扰动偏差在单周期内即可被消除,动态调节时间极短,因此应用此方法的电流环具有高度的稳定性和快速性。仿真与实验结果验证该控制方法及其分析的正确性。

考虑关断时间效应的瞬变电磁一维反演

为克服因关断时间校正而带来的误差,尝试直接对包含关断时间效应的瞬变电磁资料进行反演。正演采用将斜阶跃波离散为多个阶跃波之和的方法,反演采用经典的马奎特法。对模型试算的结果表明,采用该方法直接对斜阶跃响应进行反演,结果比较理想,计算速度也可以接受。

新型低损耗快速薄发射极晶闸管关断时间和通态压降的分析

本文利用非对称ｐｉｎ二极管模型，对新型多晶硅接触薄发射极晶闸管关断时间和通态压降之间的折衷关系进行了较为详细的理论分析和实验研究，并与常规结构进行了比较，数值计算和实验结果表明，在合适的薄发射区厚度和杂质总量下，不但关断时间较常规结构缩短约１．５倍的因子，而且通态压降也低于常规结构；更有意义的是，当ｎＢ基区少子寿命减小到合适值时，关断时间进一步缩短到常晶闸管的１／２．５～１／３，而通态特性没有恶化。

PI补偿固定关断时间电流型控制Boost变换器的次谐波振荡机理及失稳边界

当电压外环反馈增益较大或变换器输出电容等效串联电阻（equivalentseriesresistance，ESRl较大时，采用比例积分（proportional．integral，PI）补偿的固定关断时间电流型（fixedoff-timecurrent．mode，FOT-CM）控制Boost变换器存在次谐波振荡现象，导致变换器工作在不稳定状态。PI补偿器中补偿电容电压是变换器电感电流和输出电容电压的线性组合，由此建立了PI补偿FOT-CM控制Boost变换器的降阶离散时间模型，研究了电压外环反馈增益和输出电容ESR对变换器稳定性的影响，阐述了次谐波振荡现象的产生机理。进一步，通过近似降阶离散时间模型，得到了PI补偿FOT-CM控制Boost变换器的近似临界稳定条件。结果表明，当输出电容ESR较小时，随反馈增益的增大，PI补偿FOT-CM控制Boost变换器通过倍周期分岔失稳；随着输出电容ESR的增大，变换器通过边界碰撞分岔失稳。为了避免次谐波振荡现象的产生，变换器需采用ESR较小的输出电容，且电压外环需设计较小的反馈增益。实验结果验证了理论分析的正确性。

开关DC-DC变换器恒频定关断时间控制技术研究

针对固定关断时间(FOT)控制开关变换器开关频率随输入输出电压波动、增加开关电源损耗、不利于EMI滤波器综合设计等缺点,提出了一种基于输入输出电压反馈调节的恒频固定关断时间(CF-FOT)控制技术。通过增加输入输出电压反馈环路,使固定关断时间随输入输出电压动态调整,以确保开关频率恒定,从而消除了输入输出电压波动对开关频率的影响。PSIM仿真与实验结果表明,CF-FOT控制技术具有良好的可行性,提升了原FOT控制开关变换器的性能。

基于IGBT芯片疲劳机理的关断时间可靠性模型

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片疲劳机理,提出采用关断时间对IGBT健康状态进行监控的可靠性评估方法。采用理论分析与解析描述相结合的方法,建立了IGBT关断电流下降时间模型,进而通过研究IGBT关断时间特征量疲劳机理,建立了IGBT关断时间可靠性评估模型。仿真和实验验证了该模型的正确性与准确性。通过该模型可对IGBT的健康状况进行准确评估。

基于固定关断时间控制的Boost PFC电路研究

在详细分析固定关断时间(Fixed-off Time,简称FOT)控制原理的基础上,提出了将FOT用于Boost PFC时的方法。仿真验证了该方法的可行性,并利用DSP作为控制核心设计了一个Boost PFC电路。仿真和实验结果表明,该方法能有效减小输入电流谐波,提高功率因数。

TEM中心回线法计算考虑关断时间的全区视电阻率

详细推导了TEM法中心回线装置发射电流为斜阶跃波形条件下全区视电阻率迭代反演计算方法。对正演过程中对关断时间的积分采用了解析表示。对反演过程中求导运算,通过变量变换,将对电阻率的求导变换为对时间的求导,从而也给出简单的解析关系。避开了数值积分运算和差分替代导数的近似,提高了计算精度和速度。为克服迭代反演过程中要多次计算概率积分的耗时问题,采用标准数据库的方法一劳永逸地加以解决,也大大提高了计算精度和速度。对实测资料进行了计算,并通过算例对一些问题进行了讨论。

关断时间效应及其瞬变电磁场响应特征探析

在非理想关断情况下,关断时间大小将影响反演结果。通过设置不同的关断时间,开展全程信号的瞬变电磁场变化规律研究。结果表明:一次场随着关断时间的增加呈现逐渐减小的趋势,并影响到观测的二次场强度。因此要获得较高质量的反演数据,发送高质量的一次场尤为重要。电流关断前,受一次场减弱和起始采样时间延迟的影响,二次场强度随关断时间的增加而逐渐减小。电流关断后,受信噪比降低、深部电性差异等影响,二次场强度曲线存在跳跃,但差异不大。若关断时间过小,则反演深度较浅,且可能叠加一次场,导致信号失真;若关断时间过大,则易丢失浅部信息,造成较大的勘探盲区。因此现场探测时,需选择最佳的关断时间,既要满足勘探深度的要求,又尽可能不损失浅部信息,才能获得稳定、高质量的数据。

瞬变电磁法中发射机关断时间的影响研究

近年来 ,国内外许多文献讨论了瞬变电磁法中发射机关断时间的影响 ,文章从斜坡关断响应的推导 ,以及如何减小关断时间 ,使之接近理想阶跃函数两个方面入手 ,讨论了如何利用理想阶跃函数近似模拟斜坡关断 ,尽量减小关断时间 。

突加大脉冲电流条件下晶闸管关断时间计算

晶闸管作为一种大功率开关器件可应用于新型直流断路器装置,在该类装置中晶闸管的关断是通过注入一个负脉冲电流来实现的,该反向电流的脉冲的宽度由晶闸管关断时间决定。本文分析晶闸管在突加大脉冲电流条件下与稳态通流条件下存储电荷的关系,推导出解析计算式,得到晶闸管在脉冲电流下关断时间计算方法。设计1000A/2500V快速晶闸管在突加大脉冲电流条件下关断时间测试实验得到其关断时间,与计算值进行对比。

一种IGBT关断时间测量电路的设计

本文介绍了一种较为实用的IGBT关断时间的测量电路。该电路已经成功地应用在笔者所设计的一套数据采集系统中,能够准确地测量出符合测量精度的电力电子器件的关断时间。

考虑关断时间的地面瞬变电磁三维带地形反演

起伏地形和关断时间对地面瞬变电磁响应影响严重,这给传统基于水平地表模型和理论阶跃波形的瞬变电磁数据解释技术带来很大困难.为此,本文开展考虑起伏地形和关断时间的地面瞬变电磁三维反演算法研究.正演采用基于非结构网格和后退欧拉隐式时间离散格式的时间域有限元算法,快速模拟起伏地表模型瞬变电磁响应.反演采用L-BFGS算法,减少每次反演迭代的计算量.针对发射线圈随地表起伏变化的特点,利用基于偶极子离散的场源处理技术模拟发射源的实际形状,采用瞬时电流脉冲技术实现考虑关断时间的地面瞬变电磁三维正演模拟.我们首先将本文开发的三维反演算法应用于理论模型的反演计算中,检验本文算法的可靠性,并分析地形和关断时间对反演结果的影响特征.在此基础上,进一步将本文算法应用于实测数据反演,验证本文算法的实用性.

晶闸管大注入情况下关断时间公式的研究

通过对大注入状态下晶闸管关断过程的分析，提出了该状态下的关断模型，并在此基础上进行了关断时间公式的推导。实验证明该公式较以前的公式更符合实际情况，同时说明了产生误差的原因。

电子辐照减小平板型晶闸管的关断时间

本文报告了用电子辐照方法在硅中引入缺陷,减小少子寿命,减小关断时间的实验结果。