基于ATE的高速DAC射频参数SFDR测试技术优化

利用集成电路自动测试设备(ATE)测试高速DAC射频参数时,由于ATE测试板PCB走线较长、损耗较大以及机台提供的信号抖动比实装大等原因,导致ATE上高速DAC射频参数测试指标低于实装测试值。为此,文中介绍DAC电路的工作原理和测试方法;其次为解决上述问题,对测试码的生成以及PCB的布局等进行一系列改进,并将改进前后的测试值与典型值进行对比。结果表明,改进措施成效显著,大大优化了高速DAC射频参数的测试指标,使得SFDR等高频DAC动态类参数指标接近或达到实装测试值。

快慢自适应大夹持力机构设计及实验验证

通过快慢自适应夹持机构的锁紧和开启可以实现部件之间紧密地连接和分离,为保证提供足够且稳定的垂向夹持力,在该机构设计过程中采用了大杠杆比例的机械原理;同时考虑到部件之间的连接需要快速完成,在该机构设计过程中考虑了气路原理设计和电气控制逻辑及方案,共同完成自动判断夹持快慢的时间段。利用精密力传感器对该机构进行夹持力的测试,测试结果表明该设计具有足够的可靠性及稳定性。

基于片上时钟控制器的电路全速测试设计与实现

阐述芯片在55nm CMOS工艺下,基于片上时钟控制器,对电路的数字逻辑部分、嵌入式存储器部分分别进行全速测试的可测性设计。通过对芯片全速测试的可测性设计和验证,测试时间得到缩短。

碳化硅MOSFET驱动电路的研究与设计

随着碳化硅功率器件技术的不断发展,碳化硅功率器件发展优势明显,将逐步成为未来主流功率半导体器件。多家公司推出了多款碳化硅MOSFET,但是对于高压应用的碳化硅MOSFET驱动产品还处于半空白状态。文章针对A公司FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块的驱动进行了研究与设计,在满足碳化硅驱动电流的基础上,增加了有源钳位保护、退饱和保护、故障信号反馈功能。有源钳位保护电路中具有动态有源钳位设计,在MOSFET关断时,降低嵌位电压来快速保护MOSFET,静态时抬高嵌位电压防止误动作。退饱和保护电路检测到故障后可迅速关闭驱动,并将故障信号进行反馈。通过双脉冲测试,验证了文中设计的驱动板功能,对FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块在后续项目中的应用具有重要意义。

基于重复脉冲法的变速抽蓄机组转子绕组短路故障诊断方法

变速抽蓄机组的转子侧采用特殊的三相交流绕组结构,导致其转子绕组短路故障诊断困难。为此,提出了一种基于重复脉冲法(repetitive surge oscillograph,RSO)的离线故障诊断方法。首先设计了重复脉冲法在变速抽蓄机组中的应用方案,通过在转子三相同时注入低压脉冲并检测响应曲线来判断机组故障情况。基于不同短路故障的响应特性分析,提出了转子绕组短路故障类型和故障相别的识别方法。然后,结合变分模态分解与Teager能量算子(variational mode decomposition-teager energy operator,VMD-TEO)估计注入脉冲和特征曲线的起始突变位置,并通过时间差值和实测波速确定故障位置。最后,利用指数还原故障因子衡量匝间短路故障的严重程度,以解决克服行波衰减引起的特征波形幅值重叠问题。仿真结果表明,所提方案能准确诊断变速抽蓄机组的各种转子绕组短路故障。

SiC MOSFET新型负压关断串扰抑制驱动电路

基于碳化硅(SiC)材料的第三代宽禁带功率器件的出现,推动着电力电子变换器朝着高频化、高功率密度、小型化方向发展。但随着开关速度的提高,电路中寄生参数的影响越来越大,导致桥式变换器存在严重的串扰问题。文中根据SiC金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxidesemiconductor field-effect transistor,MOSFET)的工作特性,在RCD(电阻-电容-二极管)电平移位的驱动电路基础上提出一种新型的串扰抑制驱动电路。该电路通过电容和可控低压器件串联,并利用电路自身电压差驱动可控器件,为串扰电流提供一条低阻抗吸收回路,可有效地对串扰问题进行抑制。建立串扰抑制驱动电路的等效电路模型,推导得到该电路结构中电容容值与串扰电压峰值的量化关系,为该电路结构的设计提供理论依据。最后,通过双脉冲实验测试验证所提出电路的有效性及等效模型和理论计算的正确性。实验结果表明,与传统驱动电路相比,提出的串扰抑制驱动电路能够在不同电压与电流工况下,在保证开关速度的前提下,很大程度上抑制串扰尖峰电压。

基于MSUKF的锂离子电池SOC估算研究

快速、准确地估算锂离子电池的荷电状态(SOC)是电池管理系统的关键技术之一,有利于延长电池使用寿命并提高使用的安全性。以三元锂电池为研究对象,采用二阶阻容(RC)等效电路模型构建锂离子电池模型,通过递推最小二乘法(RLS)对等效模型参数进行在线辨识,并结合多新息无迹卡尔曼滤波(MSUKF),形成RLS-MSUKF算法,以实现锂离子电池SOC估算。采用多时刻的新息信息对估算值进行校正,以减少误差积累、增强算法的收敛性及提高锂离子电池SOC估算的精度,并在混合脉冲功率特性(HPPC)测试工况下对锂离子电池进行SOC估算。试验结果表明,HPPC工况下的SOC误差稳定控制在0.78%以内,验证了改进算法的良好性能。该算法为优化锂离子电池SOC估算提供了依据,对锂离子电池SOC估算研究具有启发意义。

负载大小对SiC MOSFET开关速度的影响

现有研究多关注驱动电阻、驱动电压、寄生参数等对碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关特性的影响,鲜有文献研究负载大小的影响。针对负载大小影响SiC MOSFET开关速度这一现象,建立开关过程模型,结合其转移特性分析此现象产生的原因,仿真和理论分析表明,SiC MOSFET的开通速度随负载增大而降低,关断速度随负载增大而增加。使用SiC功率模块进行双脉冲测试,结果验证了理论分析的正确性。

脉冲压缩技术在高温锻件电磁超声检测中的应用

针对脉冲压缩技术应用于电磁超声检测时,检测系统频谱特性与调制信号带宽不匹配,导致脉冲压缩效果下降的问题,建立了电磁超声检测过程的场路耦合分析有限元模型,比较线性调频(LFM),Barker,LFM+Barker和调幅线性调频(AMLFM)+Barker共4种调制信号对脉冲压缩效果的影响。以高温锻件平底孔缺陷螺旋线圈电磁超声检测为例,对比和验证了同时宽的4种调制信号脉冲压缩技术的应用效果。研究结果表明:采用Barker信号激励时,获得的脉压信号主瓣信噪比最高,但由于时频积较小,空间分辨率差;采用LFM信号激励时,高温锻件中高频成分超声波衰减愈加严重,造成主瓣信噪比下降和波包宽度变大等问题;采用AMLFM+Barker激励时,由于子函数加窗导致主瓣宽度有所增加;基于LFM+Barker复合调制信号的脉冲压缩技术兼具高主瓣信噪比和高空间分辨率的优点。该研究可以为高温环境下铸锻件超声检测提供解决方法。

半正弦波冲击试验的测量不确定度评定

电工电子环境试验中,冲击试验是较为常见且重要的力学试验。冲击试验一般包含典型的半正弦波冲击、后峰锯齿波冲击、梯形波冲击。笔者结合GB/T 27418[1]和JJG 1174[2]的两个标准,利用有代表性气动冲击台进行实际测量,通过对半正弦波冲击试验的加速度、脉宽持续时间、速度变化量的测量进行测量不确定度评定,旨在提高其检测结果质量,也为改进试验方法提供进一步的参考。

基于CST软件的高压绝缘栅双极晶体管模块建模和仿真

绝缘栅双极晶体管(Insulated gate bi-polar transistor,IGBT)是电力电子行业核心的功率器件之一,在逆变器、变频器、UPS、AC/DC电源、DC/DC电源、OBC(On board charging)充电单元及其他家电设备中被大量使用。IGBT模块在产品设计阶段,需要考虑多方面的设计指标,包括缓冲电路、驱动电路、短路保护、开关波形、杂散电感和均流特性等。本研究介绍一种基于达索SIMULIACST(以下简称CST)软件的3D建模及仿真方法,建立由3D IGBT模型和电路模型组成的半桥Buck电路及双脉冲电路的仿真模型。通过CST场路协同仿真可以获得精确的杂散电感、开关波形和均流波形等。IGBT数据手册和实际模型对比表明,仿真和计算结果基本一致,能够为产品的可靠设计提供指导。

基于健壮性单脉冲大电流问题的分析

阐述芯片设计中的健壮性测试。由于芯片的健壮性设计不可前置仿真,导致芯片的健壮性测试中出现各种失效问题,大电流问题是其中之一,最终导致芯片的整体健壮性性能下降。在实际项目对健壮性的单脉冲测试中,探讨产生的大电流问题,并进行分析和定位,明提出一套分析健壮性大电流问题的方法,可快速的定位出大电流的失效及产生机理。

柔性限流控制技术研究与现场应用

针对电网短路电流超标的问题,结合天一变220 kV正母分段改造的工程实际提出了一种柔性限流控制技术。该技术主要基于高速开断技术,实现动态调整系统拓扑,达到降低短路电流的目的。阐述了构成柔性限流控制技术的快速保护装置和快速开关的原理,给出了工程现场的应用及组网方式,并通过两次人工短路试验测试快速开关与常规开关动作的时序和对短路电流的抑制效果,论证了柔性限流控制技术在工程上应用的可行性。

面阵CCD芯片KAI-1010M的高速驱动系统设计

介绍了行间转移面阵CCD芯片KAI-1010M的内部结构和驱动时序,采用新方法和低成本器件设计了该CCD芯片的驱动电路,把电源和电机控制的脉冲宽度调制技术引入CCD驱动电路,采用超高速运放驱动高速负压信号以减小其上升沿和下降沿时间,达到高速低成本驱动要求,解决了驱动设计中的技术难点。实验结果表明,此CCD驱动系统采用低成本的器件,性能好、成本低、能够同时输出两路CCD电压信号,数据输出速率达15 frame/s,满足空间测绘相机的系统设计要求。若进一步改进电路,数据输出速率可达27 frame/s。

MOSFET隔离型高速驱动电路

结合以MOSFET为主要功率开关器件,应用于电弧超声焊接的高频脉冲激励系统的研发,在对MOSFET开通和关断过程进行分析的基础上,给出了MOSFET隔离型高速驱动电路所必需满足的条件。详细讨论了最大工作频率可达100 kHz、实现电气隔离、具有较强驱动能力和抗干扰能力的MOSFET驱动电路的设计与实现过程,实验结果证明了所设计驱动电路的可行性。所讨论的MOSFET驱动电路对于IGBT等其他电压控制型功率开关器件驱动电路的设计也有一定的借鉴意义。

混合动力汽车铅酸电池模型和试验研究

根据车载动力电池充放电流的变化,选取了电池的等效电路模型.设计了一种脉冲试验测试方法以获取模型中的参数,数据分析结果表明,电池内部参数随着荷电状态变化具有一定的规律.这一变化规律的确定有助于将电池工作范围控制在能量转化效率较高的区域,还可对在线利用卡尔曼滤波方法识别电池的状态提供验证和对照信息.

脉冲氙灯电源研究

高速摄影的同步照明光源是利用脉冲氙灯作为输出负载的一种高亮度闪光光源。它的驱动电路采用脉冲形成网络PFN电路,利用Orcad Pspice软件对PFN放电电流仿真,其仿真结果具有一定的指导意义。电源具有手动触发和同步触发功能,同时输出脉冲的前沿和后沿具有良好的时间响应,氙灯充电电压0～3.5kV可调,触发信号与光波形延时时间125μs;实验结果验证了电源设计原理和技术方案的可行性。

高速铁路牵引供电接触网用带间隙避雷器的研制

中国高速铁路线路高架桥路段比例大,且相对集中在雷电活动较强烈地区,牵引供电接触网雷击故障多,须采取措施加以解决。在接触网绝缘子旁并联安装带间隙避雷器是一种有效的防雷措施。根据接触网布局结构和运行可靠性要求高的特点,提出了一种与绝缘子一体化安装的避雷器分体结构型式,特别设计抱箍增强安装稳定性,提出了一种避雷器本体压力释了U型放结构可有效释放短路能量,研究选择了本体关键参数和串联间隙距离,确定了短路试验和振动试验方法和条件,对样品进行了雷电冲击放电伏秒特性试验、短路试验和振动试验,从而验证该技术性能的可靠性。最后,研制了适合接触网正馈线、接触线和加强线绝缘子使用的3种形式避雷器,并获国家发明专利授权,已在京沪高速铁路上试运行,状态良好。

基于雪崩晶体管产生快沿脉冲的电路参数分析

利用雪崩晶体管组成Marx电路可以产生快沿双指数脉冲,为了找出电路参数对脉冲波形的影响。建立了放电回路等效电路,利用Pspice软件对电路参数影响脉冲波形问题进行了仿真分析,利用设计的三级Marx电路进行了试验验证。通过理论计算、仿真以及试验研究表明充电电压、充电电容、负载电阻主要影响脉冲峰值和脉宽,在一定限度内,充电电压、充电电容越大,峰值电压越高,脉宽越宽,负载电阻变大,脉宽变宽。这为脉冲源设计中元器件的选取以及脉冲波形调节措施研究提供了依据。

准高速列车交会空气压力波试验研究

根据在广深准高速线上首次成功地进行列车交会压力波试验所得结果，本文分析了列车交会压力波幅值大小与列车运行速度、交会列车相对速度、线间距、车体截面形状、车头形状的关系，以及高速车对低速车的影响。