脉冲功率开关RSD的高dI/dt特性研究

基于等离子体双极漂移模型,得到了超高速大功率半导体开关反向开关晶体管(RSD)的dI/dt耐量解析表达式,分析了RSD的主放电回路模型,在此基础上讨论了影响RSD的dI/dt特性的因素,dI/dt随预充电荷总量的增加、通过p基区的电子扩散时间和p基区电子寿命的缩短而增大,随主放电回路电压的上升和电感的减小而增大.RSD的dI/dt耐量可达1×105A.μs-1,远高于普通晶闸管,可应用于短脉冲大电流领域.

金属氧化物半导体控制晶闸管的di/dt优化

金属氧化物半导体控制晶闸管（MCT）相比于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）具有高电流密度、低导通压降和快速开启等优势,在高压脉冲功率领域具有广阔的应用前景。作为脉冲功率开关,MCT开启过程对输出脉冲信号质量有很大影响。采用理论分析并结合仿真优化重点研究了MCT开启瞬态特性。通过对MCT开启过程进行详细地理论分析推导,给出了MCT开启过程中阳极电流和上升时间的表达式。结合Sentaurus TCAD仿真优化,将MCT开启过程中电流上升速率（di/dt）由40 kA/s提升至80 kA/s,极大地改善了器件开启瞬态特性。最后,总结提出了提高器件开启瞬间di/dt的设计途径。

提高晶闸管di/dt能力的研究

从di／dt损坏机制，定量公式入手，分析了国内外有关di／dt的著作、文章，研究了提高晶闸管器件di／dt能力的各种有效方法，给出了一个常规新设计及其研究成果。

分段式电流舵D/A转换器抗di/dt噪声设计

设计了一个8位50MHzD/A转换器(DAC),采用5+3分段式电流舵差分输出结构,其中高5位采用温度计码方式译码,低3位采用二进制译码方式;从各电路模块设计结构上提高DAC抗di/dt噪声的能力;设计了一个低交叉点开关驱动电路,有效地降低了输出毛刺,减小了数字电路di/dt噪声的影响。采用VIS0.35μmCMOS工艺进行仿真,结果表明,微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)均小于0.15LSB。

提高晶闸管di/dt能力的研究

从di／dt损坏机制、定量公式入手，分析了国内外有关di／dt的著作、文章，研究了提高晶闸管器件di／dt能力的各种有效方法，给出了一个常规新设计及其研究成果。

基于固定时间判断的电流增量保护优化方案

为解决地铁直流牵引供电系统出现阶跃波形时引起的保护误动问题,提出了一种基于固定时间判断的电流增量保护优化方案。首先,阐述了电流增量保护优化方案;然后,在固定时间内通过动态判断电流变化率与电流增量确定触发保护动作出口;其次,为电流增量保护优化方案设计出完整的数据处理流程;最后,通过实验进行功能验证。实验结果表明电流增量保护优化方案能有效解决系统出现阶跃波形时的保护误动问题。

改进混合型限流断路器限流特性及换流电弧能量分析

混合型限流断路器兼备了机械开关良好的静态特性和固态开关无弧快速分断的动态特性,是国际上断路器研究的新方向。为了对高di/dt电流下混合型限流断路器的换流电弧能量进行分析,在已研制出的两种混合型限流断路器样机基础上,开展了相同实验线路参数和设定动作值条件下的两种限流断路器方案的对比实验。改进方案可将电流上升率di/dt为18A/μs的短路电流限制到7.5kA,分断动作时间1ms,相比于初始方案,改进方案分断速度更快,限流能力更强。进而计算了2种方案在不同短路电流上升率下的换流电弧能量,并分析了电弧能量对触头烧蚀特性的影响。改进方案能够有效地降低换流电弧能量,减小电弧对触头的烧蚀,提高触头寿命。研究表明改进方案更适合需要多次分断高di/dt短路电流的应用场合。

电流变化率和电流增量保护滤波算法研究

分析了几种常用滤波算法对DDL(电流变化率和电流增量)保护的适用性,提出了滤波算法应用的新思路:用中值滤波后的电流波形作为保护启动判据;用小波滤波后的电流波形作为保护出口判据,兼顾接触网短路故障时保护装置动作的快速性和可靠性,解决当前DDL保护存在的问题。通过建立地铁直流供电系统DDL保护装置滤波算法的数学模型,在MATLAB环境中仿真,通过系统样机模拟试验等手段验证了保护配置的正确性与合理性。

电力电子实验装置中的晶闸管保护

在晶闸管变流电路中,应对晶闸管设置必要的过压保护、过流保护、di/dt保护、du/dt保护电路,以保证变流装置的正常运行.电力电子实验装置中虽对晶闸管设置了一定的保护措施,但晶闸管依然经常损坏.分析了这种保护措施的可靠性及晶闸管损坏的原因,并提供了解决问题的方法.

150mm高压脉冲功率晶闸管的研制与应用

大功率脉冲电源是脉冲电磁发射武器平台的重要组成部分,开关器件是其关键技术。150 mm(6英寸)超大功率脉冲晶闸管的成功研发,满足了超大功率脉冲电源开关器件运行寿命长、可靠性高、体积小、重量轻的发展趋势要求。文章重点研究了浪涌电流下超大功率脉冲晶闸管的特性。

地铁牵引供电系统直流馈线保护

本文介绍了牵引供电系统中所采用的几种直流馈线保护方法﹐详细分析了过流保护﹑电流变化率di/dt保护和电流增量保护的基本保护原理﹐举例说明了如何通过对电流增量 I和电流上升持续时间t的测量来区分故障情况和正常运行情况﹐并给出了典型牵引供电系统中各保护定值的设定原则。

一种功率晶体管自适应基极驱动原理

研究了采用微分变压器实现理想的隔离耦合,探测集电极电压实施运行监控与脉宽限流式保护;采用“贝克箝位”的原理实现临界饱和状态工作,探测输出电流的变化率,预报大电流的出现,实现无延迟的速断保护与短路运行,同时给出了GTR理想的基极驱动电流的一种自适应的基极驱动的原理电路.

基于电流反馈的IGBT有源栅极驱动方法研究

IGBT开关过程中di/dt与du/dt的大小决定着电流过冲、电压过冲和通断损耗的大小。为使IGBT稳定高效工作,提出一种基于di/dt和du/dt反馈的栅极驱动方法,在IGBT开通时,与di/dt成正比的可控电流反馈到栅极;同样,在IGBT关断时,与du/dt成正比的可控电流反馈到栅极。通过调节反馈到栅极的电流值,实现对di/dt与du/dt的控制,从而抑制尖峰电流和过压损坏的产生。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。

6.5 kV SiC光控晶闸管的研制

基于Sentaurus TCAD软件,研制了一款6.5 kV SiC光控晶闸管。通过优化雪崩击穿模型,对多层外延材料的规格及渐变终端技术进行研究,有效抑制了芯片表面峰值电场,实现了6.5 kV的耐压设计;此外结合实际应用需求,对器件的开通特性进行了仿真模拟。在4英寸(1英寸=2.54 cm)SiC工艺平台制备了6.5 kV SiC光控晶闸管,并对器件性能进行了测试。测试结果显示,芯片击穿电压超过6.5 kV,在4 kV电源电压以及365 nm波长紫外光触发的条件下,器件导通延迟约为200 ns,脉冲峰值电流约为2.1 kA,最大导通电流变化率(di/dt)达到6.3 kA/μs,测试结果与仿真模拟结果基本一致。

一种具有多重保护功能的新型IGBT驱动器

分析了IGBT的开关过程,针对IGBT的开关特点设计了具有多重保护功能的新型IGBT驱动器,并进行了对比试验研究以及模组级短路试验研究。试验结果表明,该驱动器具有更好的驱动特性和保护性能,桥臂直通短路保护速度提高了5倍,短路功耗下降了71%。

基于高参数晶闸管实现50kA直流断路器的可靠开断

介绍了电流对冲法在直流断路器可靠开断方面的应用,分析了电流对冲法的工作原理和试验过程中遇到的技术问题,通过高参数晶闸管器件、饱和电抗器和同步操作机构的配合使用,实现了直流断路器精确、可靠的开断,结果表明:通过控制同步操作机构和触发晶闸管器件来精确把握开断过程中两个回路的对冲点是关键,电流对冲法充分利用了晶闸管器件的优点,保证了整个开断过程的精确性;饱和电抗器有效抑制了对冲电流过零时的di/dt和反峰电压的增长,保护了晶闸管器件;整个回路造价经济,很大程度上弥补了传统试验方法中的不足。

微波炉加电启动瞬间高压二极管失效的机理分析

笔者以实际工作经验为基础结合专业技术理论知识,阐述了微波炉用高压二极管加电启动瞬间高失效的机理,可作为微波炉和高压二极管设计的重要参考。

《单端金属卤化物灯用LC顶峰超前式镇流器性能要求》中主要参数的测试方法

金卤灯因其独特的优点,在目前乃至较远的将来,仍旧是推广高效节能绿色照明的主力产品。美标钪钠系列的(非脉冲启动)金卤灯,按设计要求应配备LC顶峰超前式镇流器。本文介绍了该种镇流器的特点、优点以及各项特性指标考核的目的、意义和检测方法。