一种双边LCC补偿无线电能传输变换器谐振网络设计方法

针对双边LCC补偿方式的无线电能传输变换器,提出了一种谐振网络设计方法:基于抑制谐波电流、压缩磁元件体积以及在最大传输距离与最大横向偏移状态传输功率可接近额定功率的考虑,依据额定传输功率、开关频率等约束条件,确定谐振网络全部元件(包括松耦合变压器)的电参数。在此基础上提出了一种相应的带磁芯平面螺旋线圈松耦合变压器尺寸设计方案:依据松耦合变压器处于最大传输距离、最大横向偏移状态时的互感值,从理论上估算出其尺寸范围,再以少量有限元仿真搜索到其最佳尺寸。设计并制作了一台额定输出功率为4.5 kW的样机,验证了所提设计方法的正确性。

近距离下串联补偿无线电能传输变换器特性时域分析

在近距离下,随着松耦合变压器(LCT)耦合度增高,串联-串联(SS)补偿无线电能传输(WPT)变换器的谐振网络内部出现大量谐波,传统的基波分析法(FHA)无法反映谐波对变换器传输特性的影响。归纳出稳态下SS补偿WPT变换器的P(Positive)、O(Open)、N(Negative)这3种工作状态;以子区间分析法,分析了在它们构成的PN与PON这2种工作模式下变换器的输出特性,计算了逆变电路开关管的开通与关断电流,并对比了FHA与所提时域分析法计算结果差异;分析了这2种工作模式的边界条件与LCT耦合度的关系。最后,通过样机实验验证了理论分析的正确性。

LC并联谐振全桥直流变换器的研究

为改善开关器件的工作条件和提高变换器的传输效率,以LC并联谐振全桥直流变换器为研究对象进行变换器设计,利用输入电压、负载电流及谐振元件之间的关系,分析了变换器的工作原理及LC并联谐振的谐振过程;阐述了开关器件的软开关实现条件、电路的应用范围及控制特点,并对变换器参数进行设计;最后搭建Matlab/Simulink仿真平台及容量为5 kW的实验样机,通过仿真与实验验证了所提设计方法的正确性与可行性。

基于光伏储能系统的软开关Buck变换器设计

针对光伏储能系统在使用传统Buck变换器为储能电池充电时效率不高的问题,提出将新型有源缓冲电路应用到Buck变换器,电路中所有半导体器件均可实现软开关,降低了开关损耗,提高了变换器的效率。本文详细分析了变换器的工作原理和过程,对变换器中的关键器件进行设计,并给出开关管以及二极管的选型依据。最后,通过仿真和搭建变换器实验样机验证了理论分析的正确性。

高速磁隔离驱动的同步脉冲群调制解调方法

高速磁隔离驱动电路的信号调制解调,一般采用正负单脉冲调制解调,解调电路一旦受到干扰翻转,则在下一个脉冲到来之前无法恢复正常,进而造成驱动故障。提出一种同步脉冲群调制解调电路,以提高驱动电路抗干扰误触发的能力,同时满足用于太阳电池最大功率跟踪等占空比变化较大的宽范围PWM信号传输。对电路的工作原理和参数设计进行了详细分析和介绍,与常用的微分调制电路对比,该电路驱动脉冲延迟时间小,抗干扰能力强,能快速纠正误动作。仿真和实验验证了该电路的可行性和有效性。

单体锂电池并联光伏路灯高增益升压电路

光伏路灯电源系统一般采用单体电池串联加DC/DC变换器电路,但单体电池的一致性难以保证,且常规均衡电路均衡能力有限。为解决单体电池不均衡的问题,提出将单体电池串联方式改为并联方式,通过高增益变换器升压来满足负载电压需求。分析了钳位模式耦合电感Boost型与基于耦合电感和开关电容的Boost型高增益变换器的工作原理与特性,并进行对比研究,研制了实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

在蓝宝石图形衬底上外延高性能LED

在较大尺寸的蓝宝石衬底上生长氮化镓(GaN)基发光二极管(light emitting diode,LED)外延往往会发生较为明显的翘曲状况,这会导致整个外延片发光一致性降低。本文通过优化非故意掺杂氮化镓层的生长参数,调节了外延层中的应力,该外延层的晶体质量得到改善。实验结果表明,优化生长条件后的LED样品,翘曲程度明显降低,发光一致性和均匀性得到提升。

界面工程调控石墨烯/氮化镓紫外光电探测性能研究(特邀)

界面工程是提高光电探测器性能的有效方法之一。报道了基于界面工程调控的石墨烯(Gr,2D)/GaN(3D)范德瓦耳斯异质结紫外光电探测器。GaN吸收光子产生电子空穴对,并在内建电场作用下发生分离。其中,光生空穴利用隧穿效应向Gr一侧迁移,而光生电子向GaN一侧迁移。在较高的电场驱动下,载流子将发生碰撞,造成光电流倍增,使得器件的光吸收效率与光电转化效率有明显提升。因此,器件在-2 V偏压条件和5μW/cm^(2)紫外光照射下,展示出较高的响应度(395.2 A/W)和较大的探测率(4.425×10^(15)Jones)值。该研究丰富了界面工程技术在Gr基紫外光电探测器的应用,为制备高性能紫外探测器提供了可能。

垂直氮化镓功率晶体管及其集成电路的发展状况

氮化镓作为第三代宽禁带半导体材料的代表之一,因其优越的性能,例如高电子迁移率、高电子饱和速率、耐高温及高热导率等优点吸引了越来越多的关注.也正是因为这些优点,垂直氮化镓功率晶体管在未来的电力电子领域中具有很大的发展和广泛的应用前景.本文列出了氮化镓材料和其他半导体材料主要的物理参数、氮化镓单晶制备及其外延生长的主要方法,阐述了氮化镓功率器件在目前环境下的优势.针对器件结构,列出了横向器件本身存在的问题和垂直器件的优点,解释了垂直器件为何能够成为未来功率器件的主流结构.在此基础上,详细介绍了氮化镓电流孔径垂直晶体管、垂直氮化镓沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管、基于原位氧化物氮化镓夹层的垂直沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管和垂直氮化镓鳍式场效应晶体管的结构、工作原理、研究进展及所存在的一些问题,并将文中所提及的垂直氮化镓功率晶体管的性能参数按器件种类和时间顺序进行归纳,为未来氮化镓功率晶体管的发展提出了大致的方向.针对集成电路系统,归纳了氮化镓功率器件在驱动芯片方面的特殊要求和关键技术.最后,针对当下的市场环境,列举了垂直氮化镓功率晶体管在中、低压范围内比较热门且发展前景较好的应用场景.