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关键词： 高位取能电源   双管反激   漏感   平面变压器  

摘要： 高位取能电源是一种高压宽范围输入的取能电源,应用于柔性直流输电系统中,为模块化多电平换流器(MMC)子模块控制电路供电。针对高压宽范围输入时,功率开关管电压应力高、传统变压器体积大、漏感大等问题,设计了一种基于平面变压器的双管反激式取能电源。首先,分析了双管反激拓扑的原理及工作模态;其次,针对变压器漏感问题,提出绕组完全交错排列的平面变压器设计方法;最后,本文搭建了一台输入电压0.35～4 kV,输出电压400 V的样机。实验结果表明了在宽范围输入下,该设计能够稳定输出400 V电压,平面变压器相比传统变压器具有更小的漏感,输出电压、输出电压纹波均满足设计要求。

关键词： 抽水蓄能   全功率   矩阵变换器  

摘要： 从M3C变换器基本电气关系入手，给出了功率单元级联数、IGBT电压电流应力计算公式。结合抽蓄电站典型参数，分别采用4500 V压接式器件和1700 V焊接式器件设计了2种方案，给出了2种功率单元/阀厅的占地尺寸。按照谐波相等原则确定开关频率，计算了2种方案的效率。给出了含换流器功率单元、绝缘件、铜排、桥臂电抗、水冷、控保在内的2种换流器造价对比。最后结合文献资料分析2种器件模组失效模式和旁路措施，为工程应用提供了建议。

关键词： Single-photon avalanche diodes   Temperature measurement   Temperature   Resistors   MOSFET   Temperature sensors   Resistance   Photonics   Fill factor (solar cell)   Simulation   Active quenching   analog front-end   integrated circuit   quenching circuit   radiation detector   sensor interface circuit   single-photon avalanche diode (SPAD)   single-photon detection   temperature compensation  

摘要： A front-end circuit of single-photon avalanche diode (SPAD) which achieves dual active quenching and compensates the breakdown voltage shift due to temperature is presented in this article. A well-defined quenching circuit reduces noise signals such as dark count rate (DCR) and afterpulsing probability and enhances resolutions when applied to imaging applications. Meanwhile, it requires a compact design to optimize light absorption. In addition, the inherent breakdown-voltage of SPAD is vulnerable to its temperature variation, leading to a significant performance degradation. The proposed circuit achieves dual active quenching by a common-source (CS) amplifier, controlling anode and cathode at the same time. Moreover, it mitigates the breakdown-voltage shift by exploiting the characteristic that MOSFET current and resistance decrease as temperature increases, maintaining a constant excess bias voltage for SPAD. Simulation results demonstrate that the quenching time has decreased by 45% compared to conventional approaches. Measurement results indicate a twofold reduction in breakdown-voltage shift with temperature variation, along with a 30% reduction in DCR and a 40% reduction in afterpulsing probability. The designed circuits were fabricated using 0.18 mu m complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology.

关键词： 变压器   余热回收   温差发电   梯级用能  

摘要： 针对电网中变压器余热如何高效回收利用这一问题进行研究，并结合“双碳”目标、新型电力系统建设等时代发展的需要，创新设计变压器余热回收利用系统，打造“热回收、热发电、热消纳”3大关键环节，将油水热交换器、热泵机组和温差发电装置进行组合式创新，实现“变”热为宝。同时，该套系统创新融合温差发电，在变压器领域国内首次运用电热梯级用能模式，实现电热二级联供。最后，简要分析变电站应用变压器余热回收利用系统后的经济效益、社会效益以及推广前景。

关键词： Sintering  

摘要： Due to the mismatch in thermal expansion coefficient (CTE) between the SiC chip and the bonding wire, there is a sever thermal-mechanical stress at the bonding interface, causing a significant reduction in the reliability of the bonding wire. By using sintered silver to connect an Al/Cu buffer layer at the top of the chip, the mismatch in CTE between the bonding wire and the chip can be improved, greatly enhancing the reliability of the bonding wire. The integration of the buffer layer with Ag sintering technology significantly improves the reliability of power modules and enhances power density. Furthermore, the buffer layer increases the thermal capacity, thereby reducing the operating temperature of the semiconductor device. In this study, the effects of different Al/Cu stress buffer layers with different proportions on the reliability of the single-sided molded SiC power module with Al bonding wire were investigated through sub-second power cycling tests, and the failure modes of the bonding wire were characterized. The results show that the failure point of the bonding wire in the module with an Al/Cu stress buffer layer is located at the cracking of the bonding wire heel. Among the 10μm-Al/40μm-Cu buffer layers with good electrical conductivity, the module with this buffer layer has a longer lifetime. © 2025 IEEE. All rights reserved.

关键词： 附加耦合   LC滤波器   电感互感   LTCC滤波器  

摘要： 附加耦合技术可在不增加产品尺寸的前提下有效提升滤波器的矩形系数，基于此，论述电感互感附加耦合应用于LC滤波器电路设计的方法，并通过仿真建模、产品实测，证明应用该设计方法可进一步减小产品尺寸、提升性能、降低成本，为LC滤波器电路设计提供参考。

关键词： 碳化硅   金属-氧化物-半导体场效应晶体管   栅氧化层老化   电磁辐射  

摘要： 栅氧化层退化是碳化硅-金属-氧化物-半导体场效应晶体管(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field effect transistor, SiC MOSFET)最常见的失效形式之一，栅氧化层状态监测是电力电子系统稳定运行的重要保证。因此，文中提出了一种基于电磁辐射(electromagnetic radiation, EMR)信号的SiC MOSFET栅氧化层退化状态监测方法。首先在SiC MOSFET导通过程分析基础上，推导出栅氧化层老化程度与漏极电流变化率之间的关系；其次，把SiC MOSFET模块当作一个磁偶极子，测量其EMR信号，分析可知栅氧化层老化会引起EMR信号频谱幅值减小；最后，以SiC MOSFET组成的Buck变换器为被测对象，利用近场探头捕获EMR信号，根据其频谱幅值监测栅氧化层退化的程度。实验结果表明，SiC MOSFET栅氧化层退化对低频段的EMR信号频谱影响较大，在谐振点6.3 MHz附近出现峰值，并且随着栅氧化层老化程度加深，EMR信号频谱幅值也相应减小。

关键词： 制氢电源   一次调频   频率响应   下垂控制  

摘要： 随着新能源并网规模不断增加，电网灵活性日益下降，尤其是调频能力日益凸显。大规模电解制氢系统因为其响应速度快、功率等级大等优点成为电力系统潜在的调频资源。为研究大规模电解制氢系统参与电网调频的能力及效果，首先分析电解槽对电能的需求从而确定制氢电源的拓扑，然后得到制氢电源的等效数学模型以及电解槽的数学模型；其次分析比例下垂控制原理，得到大规模电解制氢系统参与电力系统一次调频时的控制策略；最后对大规模电解制氢系统参与电力系统调频进行仿真验证。仿真结果表明，大规模制氢系统参与电力系统一次调频不仅能够将扰动后的最低点频率提高，并且能够在动态过程中降低频率偏差。因此大规模电解制氢系统具有为电网提供有功支撑并抑制电力系统频率变化的能力。

关键词： 构网型储能系统   功率波动   故障监测   故障修复   优化技术  

摘要： 构网型储能系统在电力系统中扮演着重要角色，但在运行过程中可能出现功率波动故障，影响系统稳定性和可靠性。本文主要探讨构网型储能系统功率波动故障的类型与成因，针对不同故障类型介绍了相应的监测技术。维修与优化方面，本文重点探讨了电池、逆变器和BMS故障的维护与修复技术，提出了功率波动补偿技术以提高系统的稳定性与运行效率。构网型储能系统的故障监测与维修优化技术对提升电力系统的可靠性与安全性具有重要意义。

关键词： 变压器顶层油温   极限学习机   热模型   融合预测   负荷形态聚类  

摘要： 提出一种采用极限学习机对IEEE导则中的变压器顶层油温热模型计算偏差进行预测和修正，从而实现对变压器顶层油温精确预测的融合预测方法。首先，介绍了变压器顶层油温热模型和极限学习机预测模型各自的特性。其次，为避免采用两级智能预测导致运算速度慢的问题，采用加权多点外推法结合负荷形态聚类算法预测变压器未来时段负载系数，作为模型的负荷预测级。最后，利用变压器顶层油温热模型获取相应的油温计算值，并利用极限学习机对计算值与实测值间的偏差进行预测，最终得到变压器顶层油温的精确预测值。搭建了仿真模型对所提方法进行了验证，仿真结果表明，所提预测方法平均预测误差率仅为0.59%，均方根误差仅为0.47℃，相比其他3种方法有更高的预测精度和稳定性，模型训练和预测时间分别只有1.21ms和0.39 ms，证明了所提出和建立的融合预测模型具有较高的预测精度、稳定性和运算速度。