基于GaN器件的单相逆变器TCM控制策略研究

氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管具有开关速度快、器件损耗小的优点,在高频应用场合得到广泛应用。为了进一步提高变换器效率和功率密度,将三角电流模式(TCM)调制用于基于GaN器件的单相逆变器中,通过控制负向电流与死区时间实现了全范围零电压开关(ZVS),达到提高变换器效率和功率密度的目的。搭建了1台样机进行验证,实验结果表明,TCM调制在不同负载条件下均可实现软开关,最大开关频率可达300 kHz,峰值效率可达98.5%。

Buck-Boost双向变换器无过零检测TCM控制研究

提出一种基于变频控制的TCM模式实现方案,其在简化传统控制方案的同时,更易实现多模块的交错并联。首先对TCM模式实现软开关的原理进行分析,然后对TCM模式下电感电流的频率特性进行研究。在对频率特性进行分析之后,通过构建频率和占空比两个控制器,据此提出一种变率控制实现TCM模式的方案。最后搭建实验500 W的样机,通过实验验证新方案的正确性。

基于TCM控制的多相交错并联Buck/Boost软开关变换器的变频范围优化方法

多相交错并联Buck/Boost变换器采用三角电流模式控制实现软开关时,存在随负载变化开关频率变化范围过宽的问题。文中提出一种并联桥臂的退出机制,在不同负载下实时动态增减并联桥臂的运行数目,可以有效解决开关频率变化范围过宽带来的驱动电路和滤波器设计复杂、高频时关断损耗高以及PWM控制精度低等问题。文中基于不同桥臂数目下开关频率的变化曲线和损耗模型确定切换电流点以及桥臂数目的分配方案。为避免开关器件承受不均匀的热应力,进一步基于温度参量提出桥臂的投切顺序和轻载时桥臂交替运行的方案。通过搭建一台6相交错并联12kW实验样机对该方法进行验证,仿真和实验结果都表明了所提优化方法的有效性。

主动电磁轴承电流型开关功率放大器的调制技术

功率放大器作为主动电磁轴承中的重要环节,其性能的好坏对主动电磁轴承系统有着较大的影响。目前主动电磁轴承系统大多采用电流型开关功率放大器,电流型开关功率放大器的性能除了与电流控制器的参数有关外,与调制技术也有非常大的关系。对目前使用最多的三角波比较法、滞环比较法及采样保持法等3种调制技术进行比较研究。在介绍每种调制技术运行原理的基础上,对其静态性能、动态性能和谐波含量等特性进行重点的分析。利用Simulink建立仿真模型并制作试验样板,仿真与试验的结果表明:与滞环比较法、采样保持法相比,三角波比较法的开关频率恒定、谐波含量少、可靠性高,其综合性能比较好,对主动电磁轴承用功率放大器的设计制作有一定的指导意义。

基于碳化硅MOSFET的99.2%高效率功率因数校正器

半桥功率因数校正PFC(power factor correction)拓扑由于其具有较少的电流回路器件数,因而导通损耗小、效率高。但是,该拓扑中开关器件电压应力大,因此如果选用高压的IGBT作为开关器件,则开关损耗很大。新型的碳化硅MOSFET由于兼顾了高耐压与低通态电阻,其具有较小的开关损耗,可以降低开关损耗,尤其是关断损耗。但由于高频工作时其开通损耗仍然较大,严重制约变换器效率的提高。因此,利用碳化硅MOSFET优良的开关特性,采用电感电流三角波模式(TCM)的控制方式,使器件工作在零电压开通状态下,进一步降低开关损耗。针对这种控制方式,详细叙述了各个关键参数的计算,并设计搭建了一台1 100 W的全碳化硅半桥功率因数校正变换器,其达到了较高的效率,峰值效率达到了99.2%。

利用管电流自动调节技术降低常规头部CT的照射剂量

目的探讨常规头部CT采用管电流自动调节技术(即TCM螺旋扫描模式)能否降低照射剂量和提高影像质量。方法 50例成人患者,分别接受常规头部CT的TCM螺旋和常规轴扫模式,常规轴扫参数:140 kV,170mA用于颅底部;120 kV,150 mA用于颅脑部,2s/周。TCM螺旋扫描参数:120 kV,280 mA(最大管电流阈值),0.8 s/周。扫描剂量直接取自设备剂量指示值(CTDI和DLP)。影像质量分别由两位专家采用双盲法,对头部CT的颅底、脑灰-白质层面以及全部影像逐层进行CT值、信噪比测量以及综合评估。结果常规头部CT采用TCM螺旋扫描模式较轴扫模式可使患者有效降低管电流使用量(44±12)mA,扫描时间(4.8±0.8)s,照射剂量(38±0.9)%:〔CTDI:(32.10±9.0)mGy、(55.00±7.2)mGy;DLP(442.10±72)mGy.cm、(668.00±26)mGy.cm〕;经计算人体吸收剂量可降低(1.5±0.4)mSv,并可有效提高影像质量。结论经两种不同扫描模式所得影像的CT值测量结果及其他影像质量参数的对照,应用TCM螺旋扫描模式的影像质量完全可与轴扫描模式相媲美,同时具有可减少扫描时间和照射剂量的优越性。

Operation methods of resistive random access memory

In this paper, different electrical measurement and operation methods of resistive random access memory （RRAM） have been summarized, including voltage sweeping mode （VSM）, current sweeping mode （CSM）, co lstant current stress （CCS）, constant voltage stress （CVS）, rectangular pulse mode （RPM）, and triangle pulse mode （TPM）. Meanwhile, the effects of these meas- urement methods on the forming, set, reset and read operation as well as endurance performance have been compared. Finally, their respective controllability of various resistive switching parameters have been summar zeal and analyzed.