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关键词： 功率器件   隔离栅极驱动   信号-功率复合传输   单隔离通道   时分复用   双向传输  

摘要： 在中高压应用中，传统的隔离栅极驱动采用双隔离通道分别传输驱动信号和驱动功率，存在信号延迟大、尺寸大和成本高的问题。单隔离通道下驱动信号-功率复合传输，是实现功率模块和驱动系统集成化、低成本、高性能的关键技术。针对现有驱动信号-功率初级复合传输方法中存在信号占空比范围受限、无法双向传输、功率传输不稳定等问题，本文提出了一体化驱动的信号-功率时分复用传输架构及方法，聚焦传输时序、调制方式、实现电路等关键技术提供了高效可靠的设计方案。针对驱动信号在宽范围下高保真传输的要求，深入分析了制约驱动信号传输性能的关键因素，并形成了驱动信号、调制载波以及电路带宽的三者相互影响规律，为毫瓦级驱动信号与瓦级驱动功率复合传输奠定理论基础。进一步地，本文采用共享链路型时分复用技术，突破了现有一体化传输中难以在驱动信号全占空比范围下实现驱动电平稳定传输和双向信号兼容传输的关键难题，研制了一款基于隔离反激变换器的一体化驱动器，采用脉冲占空比调制和异步时序正向传输驱动信号与驱动能量以及反向传输以脉冲幅值调制实现故障信号。样机采用平面PCB隔离变压器，尺寸低至20 mm×17 mm×16 mm，驱动信号占空比范围覆盖0%和100%，信号频率最高达100kHz，实现了驱动信号、驱动功率以及反向故障信号的全双工一体化传输。

关键词： VSG   强电网   耦合   零极点   相位前馈补偿  

摘要： 基于虚拟同步发电机技术(VSG)的并网变流器在强电网中稳定裕度低，且阻尼和调频系数存在耦合，易引发有功振荡问题，严重影响其稳定运行。对此，本文提出一种基于零极点重塑相位前馈补偿型VSG控制方法。首先，建立VSG小信号模型，探明VSG在强网下有功振荡及参数耦合机理，指出增大系统阻尼会提高系统稳定性，但同时会影响系统原有的稳态特性。为解决参数耦合问题，直接去除原有阻尼项，并在有功控制回路上新增一个相位前馈补偿项，在不影响原有稳态特性前提下为系统提供阻尼。进一步，结合校正理论重塑系统零极点，可改变有功开环传递函数的零极点位置，实现对有功振荡的抑制，提高系统在强网下的运行稳定性。最后，通过硬件在环平台验证理论分析和所提方法的正确性和有效性。

关键词： 占空比   CLLC谐振电路   高频变压器   绕组损耗   圆形利兹线  

摘要： 为了快速准确地计算CLLC谐振电路变压器的利兹线绕组损耗，本文利用集肤效应与邻近效应之间的正交关系，将绕组损耗分为集肤效应和邻近效应损耗分别进行计算，这样可以避免绕组端部效应造成的误差。首先利用了占空比进行邻近效应的损耗计算，通过分析CLLC谐振电路变压器上的电流表达式，将其与集肤效应和邻近效应损耗公式相结合，总结出了CLLC谐振电路变压器绕组损耗的经验计算公式。最后，设计制作了CLLC谐振电路的变压器，并进行了Maxwell仿真与实验测量验证，通过与修正后的Tourkhani模型进行比较。结果显示，本文提出的CLLC变压器利兹线绕组损耗模型能够精确计算CLLC变压器中利兹线绕组的损耗，从而实现对CLLC谐振电路中变压器利兹线绕组损耗的准确预测。

关键词： 化学镀   Ni-W-P   超声功率   微观结构   耐磨性能   耐蚀性能  

摘要： 目的提高Ni-W-P镀层的耐磨性和耐蚀性。方法以NiSO_(4)·6H_(2)O和Na_(2)WO_(4)·2H_(2)O为主盐配制化学镀液,将Q235钢前处理后在可调功率的超声设备中进行化学镀以获得Ni-W-P镀层。通过显微硬度测试、摩擦磨损实验、电化学实验分别评价Ni-W-P镀层的硬度、耐磨性和耐蚀性,通过扫描电子显微镜对表面、截面和磨痕形貌进行分析,通过X射线衍射仪分析镀层的物相组成。结果超声辅助化学镀可以细化晶粒、减少孔洞、提高镀层的致密性,降低镀层的磷含量,提高镀层的晶化程度,相同时间内可显著提高镀层厚度,但镀层与基体的结合强度会降低。超声功率75 W时:镀层厚度为不加超声的1.61倍;镀层最大硬度为674.80HV0.05;镀层的摩擦因数为0.38低于不加超声的摩擦因数0.47,且均低于Q235钢的摩擦因数0.58;磨损率为0.69×10^(-5)mm^(3)/(N·m)低于不加超声镀层的磨损率2.41×10^(-5)mm^(3)/(N·m),且均低于Q235钢的磨损率5.28×10^(-5)mm^(3)/(N·m);Q235钢的磨损失效形式为黏着磨损+磨粒磨损,Ni-W-P镀层的磨损失效形式为磨粒磨损+疲劳磨损;腐蚀电流密度2.23×10^(-7)A/cm^(2)低于不加超声的腐蚀电流密度2.21×10^(-6)A/cm^(2),均低于Q235钢的腐蚀电流密度2.08×10^(-5)A/cm^(2);腐蚀电位-0.362 V高于不加超声的-0.377 V,且均高于Q235钢的-0.611 V;镀层总电阻R_t为24338Ω·cm^(2)低于不加超声的10629Ω·cm^(2),且均高于Q235钢的592Ω·cm^(2),电化学极化测试结果与电化学阻抗测试结果表现出较好的一致性,样品耐蚀性显著提高。结论超声辅助化学镀可以细化晶粒、减少孔洞、提高镀层的致密性,降低镀层磷含量,提高镀层的晶化程度、硬度、耐磨性和耐蚀性。但超声的引入会导致镀层与基体的结合强度下降。

关键词： breakdown electric field   power MOSFET   Schottky barrier (SB)   unintentionally doping (UID)   WBG semiconductor  

摘要： In this article, a Schottky barrier β-Ga 2 O 3 MOSFET is proposed. It shows improvements in drain saturation current, I on / I off ratio, transconductance, and off-state breakdown voltage. The proposed design, which implements the Schottky barrier source and drain contacts, has led to reduced on-state resistance ( R on ), reduced forward voltage drops, faster switching speed, higher frequency, and improved efficiency. After device optimization, we determined that a source and drain having a work function of 3.90 eV result in the highest drain saturation current of ( I ds ) 264 mA. Additionally, in the transfer characteristics, we demonstrate that increasing the channel doping concentration led to a shift toward depletion mode operation, while decreasing the doping concentration moved the device toward enhancement mode at the cost of drain current. Analysis of lattice temperature and self-heating effects on different substrates has also been performed. Furthermore, introducing a passivation layer of SiO 2 as a gate oxide and an unintentionally doped (UID) layer of 400 nm doping concentration of 1.5 × 10 15 cm −3 , results in further significant improvements in the drain saturation current ( I ds ) of 624 mA and transconductance of 38.09 mS, approximately doubling their values compared with the device without a passivation layer of SiO 2 and an I on / I off ratio of 10 15 , and the device's performance at various substrate temperatures has been evaluated. In addition, the inclusion of a passivation layer of SiO 2 improves the breakdown voltage to 2385 V, which is significantly high compared with the conventional device. Moreover, the lower specific-on-resistance R on,sp of 7.6 mΩ/cm 2 and higher breakdown voltage then the high-power figure of merit (PFOM) (BV 2 / R on,sp ) of 748 MW/cm 2 have been achieved.

关键词： 霜冰优化算法   变分模态分解   算术优化算法   余弦控制因子策略   自适应T分布策略   短期光伏功率预测  

摘要： 光伏发电在如今的新能源发展中逐渐成为重点,其中光伏功率预测成为研究的主要方向.为了提升光伏功率预测的精度和效率,提出了RIME-VMD-IAOA-LSTM模型.该模型通过霜冰优化算法(RIME)优化变分模态分解(VMD)的参数来提升分解效率;引入余弦控制因子的动态边界策略来控制算数优化算法(AOA)数值的增长速率从而提升算法的精度和稳定性;利用自适应T分布变异策略来改进AOA的局部搜索能力和全局开发能力,更好地避免局部最优解.两种智能优化算法的加入使得整体模型的预测效率和速度都有很大提升,实验结果表明组合模型RIMEVMD-IAOA-LSTM相比于其他预测模型有较高的光伏功率预测精度.

关键词： SERF   耦合磁强计   惯性测量   频率响应   光功率误差  

摘要： 基于无自旋交换弛豫（Spin exchange relaxation-free， SERF）的原子自旋耦合磁强计同时具有敏感角速率和抑制环境磁场扰动的能力，是一种很有前途的长期导航应用工具。抽运光功率误差从标度因数和零偏稳定性两个方面限制了SERF耦合磁强计的长期稳定性，目前针对SERF惯性测量的抽运光误差分析均为分析标度因数误差，缺乏对零偏稳定性的分析。为了分析抽运光功率对系统的零偏稳定性影响，本文基于泰勒展开，将K–Rb–21Ne耦合磁强计动力学系统由非线性系统简化为线性时不变系统，并基于状态空间方法推导了抽运光功率频率响应模型，最后在SERF耦合磁强计上对该模型进行了实验验证。理论和实验结果表明，耦合磁强计的磁光非正交将在光功率传递函数中引入微分环节，导致在耦合磁强计工作带宽里，耦合磁强计的输出信号与抽运光功率近似成比例环节。本文为分析SERF耦合磁强计中抽运光功率波动引起的惯性测量误差提供了精确的模型，为后续进行抽运光功率抑制提供了理论支持。

关键词： 直驱型风电场   频率响应特性   电磁暂态建模   聚合等值  

摘要： 风电参与系统调频是提升新型电力系统频率安全稳定水平的重要途径之一，高效分析风电参与调频时系统的频率演化机理，亟需解决适用于电网频率响应特性分析的风电场聚合等值问题。本文建立了直驱型风电机组的通用调频控制模型，仿真分析了直驱型风电机组工作于不同运行点时的调频响应特性，发现处于不同风速区间内的同型号风电机组参与系统调频时具有显著的聚群特征，据此提出了适用于电网频率响应特性分析的直驱型风电场实用化等值方法。通过建立和对比某风电场的详细拓扑模型、本文所提等值模型、传统单机等值模型及两种典型多机等值模型在不同运行场景的调频响应特性，发现本文所提方法的等值性能明显优于其它等值方法，可以在保证计算速度的同时兼顾对详细场站频率响应特性的模拟精度，并且能较好地适应不同的风速和扰动场景。

关键词： 干式变压器   气孔通道   雷电冲击   电场分布  

摘要： 110 kV环氧树脂干式变压器，由于高压侧气孔通道处电场强度较高，存在气孔通道闪络现象。本文利用有限元仿真软件对变压器的高压侧线圈进行建模仿真，并施加标准雷电波进行雷电冲击验证，依据仿真结果，进行闪络原因分析和气道处场强分布的优化研究。结果表明：通过向环氧树脂内部相应区域添加特定介质的方法，改善了电场分布，同时通过改变介质相对介电常数和位置的措施，在变压器内部场强的制约下，使气道处的最大场强降低了8.75%，满足了干式变压器高压侧气道抑制闪络的场强要求。