设计了一种双相位峰值电流模控制、具有大负载能力的降压稳压芯片。通过双相位的工作, 保证了芯片在重载下具有较高的效率。同时, 为了防止在轻载下两个相位的工作引入额外的开关损耗, 提出了一种轻载模式。通过利用电流模控制模式中电压环路内误差放大器产生的控制电压来检测实际负载的大小, 实现相位的切换以及在更低负载下的断续导通降频工作模式。基于035 μm BCD工艺进行仿真设计。仿真结果表明, 在输入电压12 V, 输出电压1 V, 开关频率500 kHz, 最大负载20 A下, 与传统单通道峰值电流模比较, 重载20 A下的效率可以提升3个百分点, 轻载05 A下的效率可以提升10个百分点。

在降压转换器中, 为了在不同的负载情况下获得高效率, 常采用的方法是在重载时使用脉冲宽度调制(PWM), 在轻载时使用脉冲频率调制(PFM), 因此需要模式切换信号去控制整个降压转换器的工作状态, 同时模式切换信号也可以用于自适应改变功率级电路中的功率管栅宽, 减小功率管的栅极电容, 提高整体电路的效率。文章设计了一个自适应峰值电流模式切换电路, 用于产生模式切换信号, 其原理是监控峰值电流的变化, 产生峰值电压, 将峰值电压与参考电压进行比较, 得到模式切换信号, 以决定降压转换器是采用PFM模式还是PWM模式。仿真结果表明, 在负载电流05~500 mA范围内, 该电路可以在两种调制模式之间平稳切换, 其峰值效率可提升到94%以上。

显示屏是人机交互的重要部件, 当人体静电放电发生在显示屏表面时, 有可能导致软硬故障。为了研究显示屏空气式静电放电实验特性, 通过一个自制的装置对显示屏空气式静电放电电流和通过显示屏的位移电流进行了实验测量。研究发现: 放电电流峰值随接近速度的增加而增加, 上升时间随接近速度的增加而减小。在±10~±12 kV电压范围, 受电弧长度的影响, 上升时间增大, 电流峰值变小。随着测量点与放电点之间距离的增大, 位移电流波形峰值减小、上升时间增大, 正极性放电峰值更大且扩散范围更广, 而负极性放电上升时间增大更加明显。由位移电流波形及其分布可以计算出电荷密度。电荷密度随距离放电位置距离的增大而减小。与正极性相比, 尽管负极性放电电流峰值较低, 但电荷密度较高, 说明负极性放电具有造成更高等级损伤风险的危害。

门控型微通道板光电倍增管是一种具有门选通功能的光电倍增管, 采用该器件构成的探测器组件可以从强背景光中选出所需的信号, 消除强激光对探测器可能造成的损害, 广泛应用于核物理探测、卫星激光测距、时间相关荧光余辉测试等领域。本单位成功研制了外门控型微通道板光电倍增管组件, 解决了最大脉冲线性电流的提升、门信号干扰的优化、高电子增益实现等关键技术问题。探测器组件初步应用于CSNS反角白光中子源测量, 实现了门控测试功能。

采用电流模、电压模双环控制结构, 结合峰值电流采样等关键技术, 实现了一款功率集成的单片DC/DC变换器。设计的峰值电流采样、斜率补偿大大提高了系统的稳定性, 提高了系统的快速瞬态响应能力；针对高压低压差线性稳压器(LDO)、电流采样等高压模块电路, 通过采样齐纳二极管、高压NJFET代替高压厚栅MOSFET等的设计方法, 从总体上降低高压器件的数量, 在基于30 V BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺上, 结合特殊器件的版图设计方法, 制作出一款输入电压5.5~17 V, 电压调整率小于10 mV, 电流调整率小于25 mV, 输出电流大于5 A, 系统静态电流小于25 mA, 最高工作效率为93%的高效单片DC/DC, 其抗总剂量能力大于100 krad(Si)。

为了实现高功率905nm InGaAs脉冲激光二极管激光脉冲宽度和峰值功率可调, 采用现场可编辑门阵列产生触发脉冲、集成模块EL7104C作为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动、以MOSFET为核心开关器件控制高压模块和储能电容之间充放电的方法, 设计了脉冲激光二极管驱动电路, 对驱动电流特性进行了理论分析和实验验证, 取得了不同电容和高压条件下的电流脉宽和峰值数据, 分析了具体变化关系, 并以此进行了光谱和功率-电流特性测试。结果表明, 影响驱动电流脉宽和峰值电流的关键因素是电容大小和充电高压, 脉冲激光二极管驱动电流峰值在0A～40A、脉宽20ns～100ns时可控调节, 脉冲激光二极管最大峰值功率输出可达40W, 实现了脉冲式半导体激光器输出功率和脉冲宽度的可控调节。该设计与分析对近红外高功率脉冲激光器的可控驱动设计具有一定的实用参考意义。

针对目前直流转直流 (DC-DC)变换器系统建模方法受限于实际电路的局限性，提出了一种新型的Cadence系统建模方法。利用 Cadence工具及其理想元器件，建立脉宽调制 (PWM)峰值电流型buck DC-DC的系统模型。为验证模型的性能，在旺宏0.5 μm BCD工艺条件下，用电路结构替换理想模型，得到电路系统，并将其与系统模型的仿真结果进行对比。仿真结果表明，以该系统模型为指导设计的buck DC-DC芯片在340 kHz工作频率下具有宽输出电压范围，并能提供 2 A的大负载电流，从而验证了该设计方法的可行性。

基于超导直线加速器的X射线自由电子激光(XFEL)是自由电子激光领域未来发展的一个重要方向。介绍了国际上Euro-XFEL及LCLS-II等超导XFEL装置的设计建造现状。在此基础上提出基于一台7 GeV超导直线加速器的超导XFEL初步方案, 给出主要设计参数, 并讨论实现100~1000 GW量级峰值输出功率的技术路线, 包括提高峰值流强、采用波荡器磁场渐变技术等。

合肥光源升级改造任务已基本完成，注入器实现满能量注入。为适应新的注入器束流强度的测量需求，设计了新的注入器束流强度测量系统，该系统利用安装在真空腔上的3个快速束流变压器(FCT)和2个积分束流变压器(ICT)，能够实现束流流强和电荷量的非拦截实时测量。为了准确获取束流参数，首先对束流变压器(CT)传输电缆进行了在线和离线标定; 由于 ICT输出信号信号幅度较小，噪声大，设计了低噪声前置放大器以改善信噪比; 考虑低频谐波噪声和Kicker噪声的干扰，软件中通过适当的算法对噪声进行了处理; 最后给出了部分在线实验结果。实验结果表明，束流传输效率约为27.4%，注入效率约为44.3%。

介绍了电源驱动电路在峰值电流控制模式下的工作原理，分析了占空比D>50%时驱动电路产生振荡和不稳定的原因，从理论上论述了电感电流的斜率，占空比与系统稳定性之间的关系，运用斜坡补偿的方法实现电源驱动电路在峰值电流控制模式下的稳定，给出了斜坡补偿的基本原理，设计步骤以及补偿电路，最后给出以UC3842为控制芯片的反激式变化器斜坡补偿电路设计实例。仿真与实验结果表明，斜坡补偿电路能够实现峰值电流控制开关电源在占空比D>50%时稳定工作，保证了系统的稳定性和抗干扰能力。