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关键词： SiC MOSFET   驱动电路   RC缓冲电路   开关特性  

摘要： 碳化硅MOSFET因其材料的特殊性,适合高压、高频和高功率密度场合。该文设计一种碳化硅MOSFET的驱动电路,通过软件PSpice对碳化硅MOSFET以及碳化硅肖特基二极管的开关特性进行仿真研究,并设计RC缓冲电路解决开关的尖峰震荡问题。搭建硬件实验电路,在Buck电路中针对碳化硅MOSFET和Si IGBT在不同负载和占空比下进行电路效率分析。实验结果表明碳化硅MOSFET开关速度快、开关损耗小以及驱动电阻小。碳化硅肖特基二极管无反向恢复特性,适合高频下工作。RC缓冲电路能有效抑制开关产生的尖峰和震荡,在Buck电路中碳化硅MOSFET比Si IGBT在不同负载和占空比下效率要高。

关键词： SiC金属氧化物半导体   总剂量效应   温度   静态参数  

摘要： 开展不同温度下碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)总剂量效应研究。采用^(60)Coγ射线对三款国内外生产的SiCMOSFET器件进行总剂量辐照试验,获得器件阈值电压、击穿电压、导通电阻、漏电流等参数分别在25℃,100℃,175℃下的辐射损伤特性,比较器件在不同温度下辐照后器件的退化程度。仿真实验结果表明,不同器件的阈值电压、静态漏电流以及亚阈特性等辐射损伤变化都表现出对环境温度的敏感性,而导通电阻、击穿电压等则相对不敏感。此外SiCMOSFET总剂量辐射响应特性对环境温度的敏感性,还随生产厂家的不同而呈现明显差异性。分析认为,在其他条件相同情况下,器件的阈值电压、静态漏电等参数的退化程度随着辐照温度的升高而降低,主要是由于高温辐照时器件发生隧穿退火效应引起。

关键词： 碳化硅MOSFET   静态特性建模   动态行为模型   寄生非线性电容   Levenberg-Marquardt算法  

摘要： 为了更快速准确地对碳化硅MOSFET功率器件进行开关行为预测与分析,需要建立其静态和动态行为模型.静态模型包括不同温度下的转移特性曲线和输出特性曲线,以及寄生非线性电容曲线等.提出了一种基于EKV公式改进的曲线拟合公式和一种新的非线性电容拟合公式,利用Levenberg-Marquardt算法进行参数拟合,建模速度快,模型误差小.动态模型在考虑封装寄生电感和寄生非线性电容等非理想条件下,分别建立器件导通和关断过程每一个阶段的栅源极电压、漏源极电压、肖特基二极管电压、栅极电流和漏极电流的电路微分方程组,再以每一个阶段结束时的状态变量作为下一个阶段的初始条件.采用4阶龙格库塔法求解上述微分方程组的数值解,并与LTspice仿真波形进行对比分析.结果表明,上述建模方法能较好地描述器件的动态行为特性.

关键词： SiC MOSFET   功率模块   双面散热结构   寄生电感   有限元仿真  

摘要： 现有的SiC模块大多沿用传统的基于硅基模块的封装,难以支持SiC芯片在高温、高频下的应用。为了进一步发挥SiC芯片的性能,设计了一款双面散热半桥模块。模块内部由SiC MOSFET芯片与金属垫片构成,在实现双面散热的同时完全消除了键合线,提高了可靠性,降低了寄生参数。首先,通过ANSYS Q3D EXTRACTOR软件提取模块的寄生参数,结果表明模块功率回路的寄生电感为5.45 nH。利用多物理场仿真软件COMSOL证实该双面散热结构相比传统的单面散热结构能够减少30%的芯片结温。随后展示了模块的制备工艺流程。最后,动、静态实验测试结果表明该模块具有良好的动态与静态特性。

关键词： SiC MOSFET   PSpice仿真   开关特性   开关损耗  

摘要： 碳化硅器件的优点不仅能提高电力电子装置功率密度,而且使设备体积小型化。文中设计了一种用于直流变换器的SiC MOSFET驱动电路,通过双脉冲电路对SiC MOSFET的动态特性进行测试,验证不同驱动电阻、不同频率对碳化硅功率器件特性的影响。在直流变换器中使用电压等级相同的SiC MOSFET和Si IGBT,对比开通和关断时间,将不同占空比对应的输出电压进行比较。利用PSpice软件仿真,结果显示驱动电路设计合理,验证了SiC MOSFET具有开关速度快、开关损耗小、驱动电阻小、工作频率高等优点,比Si IGBT控制的直流变换器输出电压误差小。

关键词： 初中物理   探究实验   突破难点   欧姆定理   片段分析  

摘要： 初中物理中存在许多难点内容,教师需要采取有效的教学手段帮助学生突破学习难点。探究实验是突破难点的一种好方法。“欧姆定律”中存在物理量间的关系、总电阻的计算方法、电阻变化的问题、电阻测量误差分析等四个难点。突破这四个难点是帮助学生认识欧姆定律的内涵,发展学生应用欧姆定律解决实际问题能力的基础。

关键词： LLC谐振变换器   分布式发电系统   双向运行工作   零电压开通   SiC器件  

摘要： 针对传统双有源桥型直流变换器的软开关范围窄、开关频率低等问题,该文提出一种隔离双向混合型LLC谐振变换器,适用于可再生能源分布式发电系统的储能结构中。在不增加使用额外器件的条件下,通过不同调制方案转换,该变换器可以在全桥变换器、双半桥变换器和单半桥变换器三种工作模式下混合运行。在变压器励磁电感协助下,三种不同工作模式无论正向或反向运行,均可实现所有开关管的零电压开通,以减少开关管的开通损耗,实现高效的双向功率转换和宽电压增益调节,提高轻载下的变换器工作效率,且三种工作运行模式可以平滑、稳定地过渡切换。最后搭建一台基于SiC器件的800W样机,实验结果证明了该变换器拓扑及其控制方法的可行性、有效性和稳定性。

关键词： 核心素养   科学探究   素养水平发展   教学设计  

摘要： 本文以人教版物理选修3-1《欧姆定律》为例,以科学探究素养水平的发展为目标,优化课堂教学内容,谈谈基于核心素养的培养而设计的物理课堂的优势所在.

关键词： 永磁同步电机   电流环   带宽   宽禁带功率器件   SiC MOSFET  

摘要： 碳化硅(SiC)材料新一代宽禁带(WBG)功率器件具有阻断电压高、通态电阻低、开关损耗小、耐高温等优异的性能,在电机驱动系统中具有广泛的应用潜力。本文将SiC MOSFET应用于燃油泵高速永磁同步电机系统中,降低系统散热体积,提高功率密度。为提高电流环动态响应,通过优化电流采样时刻对电流环进行了改进,实验结果表明系统获得了良好的性能,并扩宽了电流环带宽。

关键词： 中职物理   网课   化解疑点   闭合电路欧姆定律  

摘要： 对中职物理网课教学进行尝试,通过实际取证,数据分析,得出中职物理网课教学的必要性,以“闭合电路欧姆定律”为课例,进行教学探究。即课前(发送预习)+课内(线上教学)+课后(练习反馈)为主线。利用信息技术手段,借助短视频、仿真软件等,把握线上、线下教学的有机街接,发送微课、演示实验和课件等,实现学生自主学习,培养学生物理核心素养,从中收获物理网课的教学经验,为在家上学及化解疑点提供支持与资源共享,使线上、线下教学更加有机地统一起来,形成互补。