作者单位
摘要
1 秦皇岛职业技术学院,河北 秦皇岛 066100
2 秦皇岛市燕秦纳米科技有限公司,河北 秦皇岛 066010
3 燕山大学 电力电子节能与传动控制河北省重点实验室,河北 秦皇岛 066004
模块化多电平换流器(MMC)已成为新型全固态特种高压电源的有效解决方案,对其进行轻量化设计以节约设备空间成本成为当前研究热点。MMC中限制功率密度提升的首要因素为子模块大尺寸电容,为降低MMC对子模块容值的需求,提高系统功率密度,提出一种改进型MMC(I-MMC)拓扑。应用隔离型开关电容变换器,实现上下桥臂一对子模块高频链互联。研究中相单元内上、下桥臂子模块对并联的高频链两侧采用同步控制,使子模块电容之间呈现开关电容特性,实现波动功率在电容之间的自由传递,进而消除相位相反的基频与3倍频波动分量。结合MMC运行调制比和功率因数分析基频与3倍频波动分量消除后子模块电容取值,完成模块化设计。所提方案可将子模块电容减小至常规MMC的1/4。仿真与实验结果验证了所提拓扑方案的正确性与有效性。
模块化多电平变换器 波动抑制 高频链互联 开关电容 modular multilevel converter fluctuation suppression high-frequency link interconnection switched-capacitor 
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025007
作者单位
摘要
1 大连理工大学 电气工程学院,辽宁 大连 116024
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
3 天府创新能源研究院,成都 610000
4 国网综合能源服务集团有限公司,北京 100052
全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元,其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下,全膜脉冲电容器的失效多为突发失效,且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理,开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元(Brick)实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器,分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因,并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真,说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因;对电容器进行温度场分析,发现电容器温度与充放电频率成正相关,温度最高点位于电容器几何中心处附近,在充放电频率较低时,电容器温升不明显,说明在较低充放电频率下,电容器绝缘介质老化以电老化为主,而非热老化。
全膜脉冲电容 寿命试验 老化 电场畸变 失效机理 all-film pulsed capacitor life test aging electric field distortion failure mechanism 
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025020
作者单位
摘要
华中科技大学 电气与电子工程学院 强电磁工程与新技术国家重点实验室,磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室,武汉 430074
目前的高压保护开关缓冲电路参数设计缺乏相关理论设计方法,同时缓冲电路方案由于设计过程中并未考虑分布电容影响,因此均为等参数设计方案,这种方法均压效果不够理想。为了解决目前参数设计中存在的问题,首先建立了含缓冲电路和杂散电感的MOSFET模型并对其关断过程进行了分析,从而得到了抑制电压尖峰的缓冲电路理论设计方法及表达式。针对串联均压未考虑分布电容的问题,通过构造等电位点,建立了含有分布电容的等效电路并进行分析,根据电荷方程等式得到了缓冲电路非等参数设计方法及表达式,该参数设计方法可以补偿分布电容造成的电压分布不均,并更好地指导高压保护开关的均压方案设计。为了验证参数设计的合理性进行了仿真分析,结果表明,最终得到的整体设计方案可以满足尖峰抑制以及均压的设计要求。
高压开关 缓冲电容 缓冲电阻 分布电容 均压 high voltage switch snubber capacitance snubber resistance distributed capacitance voltage-balancing 
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025009
作者单位
摘要
华中科技大学 电气与电子工程学院,武汉 430074
提出了一种两级式可变母线电压的高压电容充电电源技术方案,该拓扑在半桥LLC谐振电路的基础上增加了一级图腾柱无桥功率因数校正(PFC)电路,通过改变母线电压来解决传统LLC谐振电源在输出更高电压时,工作频率变化范围过大带来的充电效率下滑的问题。由于图腾柱电路本身具备功率因数校正的功能,该电源设计还拥有能够直接从电网取电而不影响电网电能质量的优势。首先介绍了本电源设计中两部分的电路拓扑和工作原理,采用等效电阻法分析了电容负载下的电源输出特性。针对前级图腾柱电路设计了双环控制器以实现对母线电压和功率因数的控制,针对后级LLC电路提出了比例积分(PI)加低通滤波的恒流控制器以降低高频噪声带来的不利影响。最后通过模型构建与仿真分析,研究了高压电容充电电源3000 V/1 A时的充电特性,验证了本电源技术方案、设计和控制策略的可行性。
图腾柱无桥功率因数校正 变母线电压 LLC谐振变换器 双闭环控制 恒流控制 高压电容充电 totem-pole bridgeless power factor correction variable bus voltage LLC resonant converter dual closed-loop control constant current control high voltage capacitor charging 
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025013
作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
超级电容器是良好的储能器件,具有功率密度高、使用寿命长、充电速度快等优点。激光诱导石墨烯(LIG)是一种常见的双电层电容器电极材料,但LIG双电层电容器通常表现出较低的电化学性能,而活性物质的掺入会提高超级电容器性能。针对如何控制活性物质的掺入问题,提出一种基于激光直写表面滴涂硝酸铁[Fe(NO33]的聚酰亚胺(PI)薄膜以制备LIG-Fe3O4复合物电极的微型超级电容器的方法。激光处理过的区域会同时发生PI薄膜烧蚀与Fe(NO33分解,产生Fe3O4与LIG复合的LIG-Fe3O4复合物电极。所制备的LIG-Fe3O4复合物微型超级电容器性能与LIG微型超级电容器相比提高了7.58倍。所提方法为制备高性能LIG微型超级电容器提供了一条新途径。
储能器件 激光直写 激光诱导石墨烯 微型超级电容 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0314005
闫泽昊 1,2,3周子夜 2,3李杨 2,3周虹 2,3[ ... ]饶长辉 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院大学,北京 100049
2 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
3 中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
压电致动器 迟滞非线性 电荷驱动法 非线性电容 piezoelectric actuators hysteretic nonlinearity charge drive method nonlinear capacitance 
光电工程
2023, 50(11): 230223
作者单位
摘要
1 海装上海局驻福州地区军事代表室,福州35000
2 中国电子科技集团有限公司第五十五研究所,南京10016
3 国家平板显示工程技术研究中心,南京210016
概述了电容触摸屏在机载加固显示中的应用研究进展。相比于采用导光面板、红外触摸屏和电阻触摸屏交互的机载加固显示模块,采用电容触摸屏交互的机载加固显示模块,在保证触摸精度高和稳定性的同时,交互自由度得到极大提高,还可以支持真正的多点触摸,实现划线、缩放等手势交互。文中重点介绍了G+G和G+F电容触摸屏在机载加固显示中的应用现状,以及OGS、On‑cell和In‑cell电容触摸屏在机载加固显示中的应用前景。当电容触摸屏在机载加固显示中形成规模化的应用后,将会对军用战机的作战性能形成强有力的提升。
电容触摸屏 机载加固显示 单层触控玻璃方案触摸屏 外挂式触摸屏 内嵌式触摸屏 capacitive touch screen airborne ruggedized display OGS On-cell In-cell 
光电子技术
2023, 43(4): 323
作者单位
摘要
武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
为了解决传统连续时间线性均衡器(CTLE)均衡能力较差的问题, 提出了一种基于40 nm 互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的25 Gb/s新型CTLE电路, 该电路采用并联电感峰化、负电容零点补偿和输出缓冲技术。介绍了并联电感峰化及无源器件对CTLE频率特性的影响, 最后对新型CTLE电路进行了仿真。仿真结果表明: 在数据传输速率为25 Gb/s时, 该CTLE电路均衡后的-3 dB带宽从8.5 GHz拓展到21.3 GHz; 输出信号眼图的差分电压峰峰值为410 mV, 功耗为8.62 mW; 整体电路版图面积为667μm×717μm, 具备功耗低和面积小的特点。
高速光通信 连续时间线性均衡器 电感峰化 电容补偿 互补金属氧化物半导体 high speed optical communication, continuous time 
光通信技术
2023, 47(6): 0032
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司 第二十九研究所,成都610036
2 四川省宽带微波电路高密度集成工程研究中心,成都610036
为了保持直调电/光转换组件激光器恒温区域温度不变,提出了一种新型的热隔离高频信号传输结构。该结构采用低热导率介质的电容来传输高频信号,有效增大了电/光转换组件中射频和激光器芯片之间的传热热阻,降低了从射频到激光器芯片恒温区之间的热传导。仿真结果表明:与传统的电路片搭接结构、金丝级联结构相比,所提传输结构使半导体制冷器的热负载分别降低了20.5%、10%,电流分别降低了100、60 mA;同时,该传输结构在2~18 GHz频段内的回波损耗最大只有-16.7 dB,具备良好的射频传输性能。
热隔离 电容 低热导率 电/光转换组件 半导体制冷器 回波损耗 thermal insulation, capacitance, low conduction, e 
光通信技术
2023, 47(5): 0050
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北石家庄 050051
2 固态微波器件与电路全国重点实验室, 河北石家庄 050051
介绍了一款基于 GaAs肖特基二极管单片工艺的 220 GHz倍频器的设计过程以及测试结果。为提高输出功率, 倍频器采用多阳极结构, 8个二极管在波导呈镜像对称排列, 形成平衡式倍频器结构。采用差异式结电容设计解决了多阳极结构端口散射参数不一致问题, 提高了倍频器的转换效率和工作带宽。对设计的倍频器进行流片、装配和测试, 测试结果显示: 倍频器在 204~ 234 GHz频率范围内, 转化效率大于 15%; 226 GHz峰值频率下实现最大输出功率为 90.5 mW, 转换效率为 22.6%。设计的 220 GHz倍频器输出功率高, 转化效率高, 工作带宽大。
倍频器 太赫兹 肖特基二极管 电容 单片 frequency doubler tearhertz Schottky barrier diode junction capacitance Microwave Monolithic Integrated Circuit 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1080

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