应用于FeRAM设计的铁电电容宏模型

本文结合实际铁电存储器的基本电路单元和读写原理,基于Preisach理论和铁电电畴矫顽电压概率密度函数一维分布近似提出了用于电路仿真的铁电电容宏模型。模型采用与spice兼容的Verilog-A语言实现,能够准确描述铁电电容的非饱和滞回特性,以及电压任意变化时的铁电电容变化。模型仿真结果与实验数据符合良好,可为铁电存储器(FeRAM)设计提供可靠的参考。

结构紧凑陶瓷电容器型脉冲调制器

设计了一种结构紧凑的陶瓷电容器型脉冲调制器，对其电路进行了理论计算，分析了主要参数对调制器输出波形的影响，并用PSpice软件建立电路模型进行验证，模拟结果与理论计算结果相符较好。该调制器能够产生上升前沿小于10ns、脉宽30-40ns、幅度为100-200kV的可调高电压脉冲。该调制器用陶瓷电容器作为储能器件，用SFs作为绝缘介质，是一种无液体的脉冲调制器，具有结构紧凑、体积小、重量轻等特点。

一种双反激集成无电解电容LED驱动电源

电解电容是限制AC/DC LED驱动电源寿命的主要元件,因此,消除电解电容是长寿命LED驱动电源的关键。将两个反激(flyback)变换器集成(integrated dual flyback converter,IDFC),提出一种双反激集成无电解电容LED驱动电源结构。该结构具有较高的拓扑集成度,控制方式容易实现。通过将输入功率pin和输出功率po分为pin?po和pin?po两种情况,避免了整机能量的二次变换,通过储能电容的充电和放电,平衡pin和po之间的低频脉动功率。详细分析该拓扑结构的工作原理及开关模态,给出了主电路关键参数的设计思路,最后通过实验验证该方案的正确性和可行性。

百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究

基于高功率脉冲功率系统小型化和模块化发展要求,研制了一种集储能和脉冲形成功能为一体的脉冲形成模块。通过发展非均匀脉冲形成技术,成功将传统脉冲形成网络的级数降至两级,并保持其输出波形为近方波,大幅降低了近方波脉冲形成模块的体积重量。模块内部电容采用串联分压结构以提高其耐电压值,采用折叠式薄膜电容以提高其储能密度,结合薄膜/变压器油混合绝缘方式,实现了紧凑化、耐高压设计。利用PSpice电路仿真,结合最坏情况模拟等方法,分析了模块内部电参数对其输出特性的影响,并进行了实验验证。模块耐电压值可达120kV,单次储能密度高达41kJ·m^(-3),可输出脉宽约180ns的近方波高压脉冲。该模块将传统需要五级以上的脉冲形成网络的实际应用发展到两级,有利于实现多级高压方波Marx系统的紧凑化、模块化设计。

制片压力对有机电解液双电层电容器性能的影响

通过扫描电镜对不同制片压力下极片的表观形貌进行观察,以及通过交流阻抗和恒流充放电,研究了不同制片压力对极片的比电容、等效串联电阻、功率特性和循环性能的影响.结果表明,在0～45MPa压力范围内随着制片压力的增大,极片的等效串联电阻先减小后增大,比电容先增大后减小,功率特性也是先变好后变差.当制片压力为35 MPa时,极片各种性能达到最佳:极片得到最小的等效串联电阻0.92Ω;在不同的电流密度下比电容均为最大,当电流密度为0.15A/g时,比电容达到118.3F/g;电流密度从0.15A/g增加到9.6A/g,其比电容仅衰减了4.5%,功率特性较佳.

500kV同塔双回紧凑型输电线路电场计算

为了研究同塔双回紧凑型输电线路周围的电场分布,将每个子导线的表面进行剖分,以各个节点的电荷面密度作为变量,根据电磁场理论建立线性方程组来求解各个节点的电荷面密度,然后计算输电线路周围电位、电场强度的分布。同时,对目前工程中使用的每相工作电容进行分析,指出这个概念在理论上的缺陷,提出用部分电容作为输电线路的参数,并提出了计算部分电容的数值方法。

紧凑型脉冲电流源的研究

小型化是脉冲功率技术的关键问题之一,对脉冲电源小型化的研究,国外已开展大量工作,国内则处于起始阶段。为此基于高储能密度电容器、器件小型化和集成紧凑化方面的研究成果,研究了一套储能为500kJ的紧凑型脉冲电流源系统。该系统由10个50kJ可控制顺序触发放电的单模块组成,每个模块包括13kV/50kJ高储能密度金属化膜电容器、小型触发真空开关(TVS)、20μH的调波电感、高压续流二极管和30mΩ的吸能电阻,并通过电缆向近似短路负载输出脉冲电流,单模块输出电流最大值可达70kA。针对TVS导通瞬间可能在高压续流二极管上产生过电压导致二极管损坏的问题,设计了二极管的保护回路,提高了整个脉冲电流源系统的可靠性和安全性。最后通过精确控制10个单模块顺序放电,可输出电流峰值达数百kA的平顶波。

浸渍剂和压紧系数对全膜电容器端部电场分布的影响研究

全膜电容器边缘处的电场畸变是影响电容器元件击穿的重要因素之一。为研究浸渍情况和压紧系数对全膜电容器电场分布的影响,对电容器端部进行建模,通过改变浸渍情况和压紧系数,计算不同参数下电容器端部的电场分布情况,结果表明:未浸渍情况下电场最大值集中在折边处两侧,浸渍情况下场强在折边圆弧处分布较为均匀。同时发现,在浸渍情况下增大压紧系数K可以明显改善全膜电容器端部电场的分布情况。

一种大功率重频充电电流的分析与研制

为满足重频Marx装置中高压脉冲电容器组的快速充电需求,研制了一台采用超级电容预储能、全桥逆变升压、倍压整流、10路并联输出的高压电容器充电电源,输出电压-90 kV,平均充电功率6.5 kJ/s,对等效电容量为0.32μF的Marx装置进行5 Hz重频充电实验测试,电源系统运行良好,满足了小型化、可靠性设计指标。

具有良好选择性及带外抑制的小型低通滤波器

本文提出了一种具有良好选择性以及宽带带外抑制的小型低通滤波器结构。滤波器的每一级由一段微带线和交指电容构成。基于对每一级结构的分析,我们可以确定通带的范围。为了进一步提高带外的抑制性,对单级滤波器进行了周期性的级联。通过产生多个带外衰减极点来实现带外的宽带抑制。此滤波器3dB截止频率3.67GHz,带内插损-0.9dB,带内回波损耗低于-13dB。通带到阻带的选择度为160dB/GHz。带外抑制从3.8GHz到13.1GHz低于-20dB。

极片压实密度对双电层电容器电化学性能的影响

以商品化的活性炭为原料,采用部分锂离子制造工艺,制备了2.7V40F有机系软包装双电层电容器,研究了极片的压实密度对双电层电容器的容量、等效串联电阻、漏电流以及循环性能的影响,并对制备的双电层电容器进行了性能测试。结果表明:当极片压实密度为600mg/cm3时,双电层电容器在1000mA放电电流时,电容器的能量密度为6.98W·h/Kg,经过2.7V恒压30min后,电容器漏电流为0.4mA,循环1000次后容量保持率为95.02%。

紧凑型集合式并联电容器试验问题研究

笔者针对紧凑型集合式并联电容器的特点,对YN接线的集合式电容器本体放电试验、温升试验、装置温升试验、放电线圈的误差试验、感应耐压试验和二次端子对地耐压试验等进行分析。通过对放电试验的分析,提出放电试验应该分相进行,不能三相并联进行的结论。通过对本体和装置温升试验的分析,提出了在目前条件下对电容器本体和装置进行温升试验的可行的试验方法。根据试验结果,得出放电线圈的误差试验应该在其安装在电容器内部后进行,对于集合式电容器的二次端子,应该再次进行对地耐受电压试验,放电线圈的其他试验可以用其安装前的试验来代替。

一种紧凑型集合式并联电容器装置研究

针对智能变电站用集合式并联电容器装置发展的需要,将几种并联电容器补偿装置进行对比,提出了一种紧凑型集合式并联电容器装置。该装置由集合式高压并联电容器、油浸式串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、保护器件及端子箱等设备组合而成,满足国家电网提出的对集合式电容器组一体化、紧凑化、智能化的要求。并阐明紧凑型集合式电容器装置小型化的特点和用于新一代智能变电站的优越性。

500kV变电站35kV配电装置优化设计研究

在全面调研新型35 kV开关设备及无功补偿设备的基础上,提出将35 kV封闭组合电器(Hybrid Gas Insulated Switchgear,HGIS)、磁屏蔽并联电抗器及紧凑型框架式并联电容器应用于500 kV变电站低压侧的新型应用方案,并对35 kV配电装置进行优化,节约占地面积。

10 kV紧凑型集成式并联电容器装置的研制

根据电力系统中对变电站并联电容器装置存在紧凑型布置和高集成度的需求,介绍了紧凑型集成式并联电容器装置高集成小型化的结构及性能特点,对电抗器布置、装置吊装及散热等关键技术问题进行深入的分析研究,提出了初步的解决方案,对变电站中紧凑型小型化电容器装置的设计具有一定的参考价值。

脉宽扩展型脉冲电源的研究

随着脉冲功率技术的持续不断发展,其在国防建设以及国民生产中的应用越来越广泛,为了满足电磁发射技术的需要,高精度的脉冲电源系统是必不可少的,基于国内外在高功率电容器,晶闸管和续流二极管及脉冲放电网络最新的研究基础上设计了一个小型的紧凑型脉冲功率电源,并采用pspice对脉冲电源的各个部件进行了理论研究和系统的仿真分析验证。为了满足轨道炮放电所需要的恒定持续的大电流,探讨和改进了两种脉宽扩展型放电网络,经过仿真分析,其能够很好地时序触发,并且电流的输出波形很好地满足了轨道炮的要求。最后对两种放电网络进行了仿真比较分析。

220kV同塔双回紧凑型线路导线排列优化研究

由于同塔双回紧凑型输电线路很难换相,而其导线和避雷线的排列是三相电荷平衡的主要影响因素,因此研究导线的优化排列很有必要。采用面电荷密度法,计算各个导线的电荷和系统的部分电容,以此为基础,以导线的位置坐标为变量进行优化,使三相的电荷达到基本平衡。计算结果表明,优化后部分电容、每相最大电荷、电荷分布等都比优化前均匀得多。

强不对称互感输电线路序阻抗参数理论分析与计算

通常考虑输电线路参数的时候认为正、负序互感是可以忽略的。但实际情况中存在强不对称的单回线路和强电耦合的双回同塔线路,这种线路的正、负序之间的耦合能否忽视及其影响大小却少见研究。针对实际线路情况,回顾了输电线路序阻抗理论,建立了输电线路一般的数学模型,推导了更加切合实际的计算公式,给出了线路序电流不平衡度的定义,最后2个实例应用表明:强不对称的互感线路其各序耦合是不可忽略的,应给与充分的考虑。

RF CMOS工艺片上MOM电容的宽频带建模与验证

提出了一种新的基于RF CMOS技术的金属-氧化物-金属(MOM)电容宽频带建模方法。为了提高模型精度、扩展有效频带,模型在构造时加入了测试焊盘和输入/输出互连线的等效电路。测试结构是基于自身物理结构进行架构的,充分考虑了其在高频时引入的各种寄生效应。互连线模型考虑了高频时的趋肤效应。通过解析提取的方法,在低频时提取测试结构引入的容性和阻性寄生参数。采用物理公式计算互连线的等效电感和电阻以及高频下互连线产生的趋肤效应参数初值。对于模型拓扑结构和参数提取方法,采用40 nm RF CMOS工艺上设计所得连带测试结构MOM电容数据进行验证。在0.25～110 GHz的频率范围内,可得测试和仿真的S参数精确吻合。