考虑结电容和跨导非线性的辐射频段EMI分析模型

宽禁带WBG(wide band gap)半导体电力电子器件由于其开关频率高、开关速度快、寄生参数大等特点从噪声源头引发了越来越严峻的电磁干扰问题。然而,传统的噪声源研究主要集中在30 MHz传导频段以内,如何评估噪声源在30~300 MHz较高频率范围内的辐射频段产生的影响仍存在不确定性,因此提出1种改进的WBG器件电磁干扰分析模型,与传统的非对称梯形波电磁干扰模型相比,首次详细考虑了WBG器件的结电容和跨导体的非线性特性,评估了非线性参数对辐射频段噪声的影响,并进一步提出该模型在辐射频段噪声源抑制中的应用。仿真结果验证了所提计算方法的准确性,基于SiC器件的硬件测试结果与理论分析相吻合。

填埋场地电模型的电学特性

利用高压直流电法进行了填埋场人工合成衬层漏洞检测,当供电电压为400,350,300V时,改变供电方向,地电模型表现出不同的电学特征.结果表明,由于高密度聚乙烯和土壤充分接触,在其接触面上形成类似于PN结的导电膜.当膜下电极为负时,模型所表现出的容性特征远超过当膜下电极为正时所表现出的容性特征.探讨了这种导电膜的形成和机理,并得出电容的大小将随着衬层面积以及电压的增加而增长的结论.

利用半导体pn结结电容构成的沟道式电容器

为满足对电子系统中元器件性能提升、面积减小、成本降低等需求,利用感应耦合等离子体刻蚀技术(ICP),对低阻p型硅采用刻蚀、扩散、磁控溅射Al电极等工艺,使之形成凹槽状三维结构,制造出一种特殊的具有高密度电容量的硅基电容器。其特点是结构简单,电容量大(电容密度可达2.2×10–9F/mm2),容值可调,与现有微电子工艺兼容,可用于200MHz至数GHz的退耦或其他场合。同时由于半导体pn结固有的特性,该电容器可取代传统的贴片电容广泛用于电子系统中的退耦、滤波、匹配、静电和电涌防护等场合。

新型H5桥光伏并网逆变器及其直流分量抑制的研究

针对非隔离型光伏并网系统的漏电流和直流分量问题,文章设计了新型H5逆变拓扑结构,分析了结电容对共模漏电流的影响,同时采用改进型虚拟电容控制策略来抑制直流分量。在Simulink中搭建了1.5 kW的光伏并网系统模型,仿真结果表明,新型H5拓扑能够有效抑制漏电流,对直流分量的抑制能力强于传统抑制策略。

电容储能高功率脉冲成形网络浪涌过程分析

针对电容储能高功率脉冲成形网络工作过程中存在的电流和电压冲击问题,建立了脉冲成形网络的等效电路。采用理论分析和数值计算的方法,研究了电路放电时的瞬态过程,分析了冲击电流和浪涌电压产生的机理,讨论了抑制电流和电压冲击的措施。研究表明:硅堆结电容的存在使硅堆所在的回路具有二阶电路的特性,负载的非线性或时序放电过程会引起硅堆两端反向电压的振荡。通过在硅堆旁并联一定阻值的电阻,使系统处于过阻尼状态,可以起到抑制电压振荡的目的。实验验证了方法的有效性,为硅堆的保护提供了一种新的技术途径。

基于开通密勒平台电压的IGBT模块结温估计研究

已有研究表明,绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的可靠性与结温波动密切相关,如能准确地实时测量IGBT的结温,对可靠性的研究具有重要意义。依据温敏电参数法,该文提出一种基于栅极电压开通密勒平台的结温估计方法。首先分析IGBT栅极寄生电容的物理特性与温度的关系,得到栅极开通过程中密勒平台电压与结温线性相关;然后提出采用恒流驱动电路延长栅极电压开通过程中密勒平台持续时间,使其温敏感度与温线性度更高,可拟合出密勒平台值和结温间的线性关系;最后采用该方法对IGBT模块的结温估算进行实验验证,并与采用红外测温仪实时测量的结温进行对比,验证了所提方法的可行性和准确性。

城轨列车车载超级电容寿命预测研究

城轨列车运行过程中,会对储能系统进行充放电,储能系统的超级电容组承受着周期性循环的结温波动,结温频繁变化会损伤超级电容,是列车储能系统中最易发生故障的器件之一。为了在线计算超级电容的结温状况,首先建立等效热网络模型;然后将热模型获得的结温曲线通过实时雨流计数法提取结温特征,结合所提寿命预测模型实现超级电容组的寿命预测。另外,以三维图的形式展示各平均温度和温度波动条件下超级电容组的循环寿命,为预测更多工况条件下超级电容组的寿命提供参考,以便进一步提高储能系统的可靠性和安全性。

结电容对双向CLLC谐振变换器影响的研究

介绍一种基于CLLC拓扑的双向DC/DC谐振变换器,该变换器容易受到谐振腔寄生参数的影响。此处在考虑次级结电容这一寄生参数的情况下,对变换器的工作模态进行分析,并根据变换器等效电路列出次级结电容参与电路工作时各关键波形的表达式,以讨论结电容带来的振荡对电路的危害。使用基波分析法推导考虑结电容影响的变换器增益公式,在此基础上提出变换器的优化设计方案以缓解结电容带来的电路振荡,采用burst-mode控制策略以解决输出电压漂高的问题。最后通过一台3.3 kW的实验样机对上述分析及设计方案进行验证。

金属化膜电容器电极边缘电场畸变研究

金属化膜电容器因其自愈特性可在高电场强度下工作,但电极边缘的电场畸变导致的电极退化会使电容量下降,对电极边缘处的电场畸变程度的评估可为电容器的结构设计提供支撑。文中基于三结合点附近电场分布特点,提出了一种评估电极边缘电场畸变程度的新方法,以T型金属化膜电容器为计算模型,对有限元得到的电极附近电场的数值解,采用电场分布的理论解析式进行拟合,拟合优度在99%以上,定义拟合系数为电场畸变系数来评估电场畸变程度,并得到电极厚度、薄膜厚度和分割间隙对电场畸变程度的影响规律:电场畸变系数随电极厚度的减小呈幂函数形式增大,随薄膜厚度和分割间隙的减小呈幂函数形式减小,同时根据多参数关系式可准确预估电场畸变系数。

晶体三极管开关混频电路研究

针对传统的乘法器混频方式受本振信号影响,且存在很多干扰和失真,很大程度影响接收机的性能,采用晶体三极管开关混频方法解决这一问题。详细推导了开关混频的数学公式,通过对方波信号进行傅里叶级数展开,提出了I型、II型开关混频的数学模型,并针对NPN三极管开关电路提出设计方案。在Multisim软件环境中实施了仿真验证,以AM信号为例进行三极管开关混频,引入加速电容消除了电路的负峰切削失真,并滤出中频信号,仿真结果较为理想。理论和实践表明,基于晶体三极管开关的混频方式避免了本振信号的干扰,可提高接收机性能。

外接电容对脉冲激光辐照Si-APD时的温升影响

硅基雪崩光电二极管(Si-APD)在实际应用中通常需要串联电容来滤除直流信号分量,以便于后续电路对脉冲信号进行提取和放大。另外,Si-APD吸收激光能量后往往导致自身的温升而影响了探测性能。基于此,本论文首次建立了毫秒脉冲激光辐照外接电容电路中Si-APD的热传导模型,并据此对Si-APD的表面温升特性开展了模拟仿真和实验研究。结果表明由于外接电容对回路中电流的阻碍作用,降低了Si-APD中p-n结内部的焦耳热,从而使得外接电容条件下的Si-APD表面温升小于无外接电容的情况,并且电容越小,Si-APD的温升越低。

晶体管结电容对频率稳定性的影响

从晶体管结电容自身的特点出发，对电源波动时频率产生异常变化的现象进行了分析和研究，具有一定的实际意义。

电容扫描法热电偶多路温度数据采集仪

该温度采集仪用电容扫描法新技术去交流电干扰,减小系统误差,用高精度温度传感器AD590实现冷端补偿。由热电偶、PC-1500(A)微机、采集部分组成。测温范围为-50—+50℃,测温精度为+0.3℃,采集速度为1点/10s。该采集仪内含热电偶非线性校正,并可按不同要求扩展通道数和测温范围。

硅太阳能电池的调制载流子红外辐射动态响应与参数分析

建立了调制激光诱发硅太阳能电池的少数载流子密度波数学模型,并利用光致载流子辐射检测掺杂浓度、阻抗及载流子输运参数.对频域响应曲线中的双弯曲效应进行了研究,构建了小交流信号作用的太阳能电池等效电路拓扑结构,仿真分析了不同掺杂浓度、阻抗电阻和载流子传输参数对频响曲线拐点的影响.通过光致载流子辐射频域扫描实验与多参数拟合检测了单晶硅太阳电池的施/受主浓度、并联电阻和载流子输运参数.结果表明:光致载流子辐射技术检测大面积太阳能电池频响曲线的双弯曲是由电容效应所引起的,建立的数学模型可定量描述和预测检测结果,并用于测量太阳能电池的掺杂浓度、电阻和载流子输运参数.

三点式振荡电路能否振荡的判别方法

三点式振荡器是模拟电子技术中信号发生电路的重要内容。它分电容三点式和电感三点式两种。本文给出了一种判别三点式振荡电路是否满足相位条件的简便方法,这种方法只适合于晶体管或者场效应管组成的单级振荡电路,是通过观察晶体管的三个电极之间所接电抗器件性质来进行判断。如果发射极与其他两个电极之间接电抗性质相同的器件,基极与其他两个电极之间接电抗性质相反的器件,则振荡电路的相位条件是满足的,此时只要直流通路正常,幅度条件满足电路就可以振荡。