摘要：由于sic MOSFET在高速开关电源中的广泛应用,导致严重的电磁干扰(EMI)问题,因此EMI滤波器的设计成为研究热点。为了满足电磁兼容(EMC)标准,无源EMI滤波器可以有效地降低DC-DC变换器产生的电磁干扰,但是无源磁性器件的体积较大,不利于提高DC-DC变换器的功率密度。该文分析DC-DC变换器的电磁干扰源和噪声源阻抗特性,建立无源和有源EMI滤波器的理论模型,提出宽频混合EMI滤波器的设计方法。最后,通过实验验证宽频混合EMI滤波器对DC-DC变换器EMI的抑制效果。

摘要：超高温陶瓷是保障飞行器在极端热环境下安全服役的理想热防护材料之一,其中sic组分由于其优异的力热性能已成为陶瓷基体或抗氧化涂层领域的研究热点。但由于目前尚未能清晰认知其在高温边界层内界面热响应演化的复杂机理,限制了其热防护性能设计的进一步提升。为在微观尺度上研究sic复杂界面演化及热响应机制提供新的可能,采用基于反应力场的反应分子动力学模拟方法,模拟了sic界面的高温演化过程,并探究了界面在温度和压强变化下的热响应机理,包括热氧化反应及升华等;计算了典型工况下sic界面的氧化反应速率、升华速率及烧蚀速率,并将计算获得的烧蚀后退速率结果与文献实验结果进行了对比,发现误差在10%以内,进一步验证了该方法在材料界面热化学反应定量计算方面应用的可行性。

摘要：主要研究了sic雪崩光电二极管(APD)阵列对微弱紫外光的探测均匀性问题,设计并制备了1×128 sic APD探测阵列,通过表征各像素点的电流-电压曲线,提取出APD阵列的击穿电压波动在±0.1 V;通过被动淬灭电路表征各像素点的微弱紫外光探测能力,提取出APD阵列的暗计数率波动在±0.5 Hz/μm^(2),单光子探测效率波动在±0.4%,良率达到91%,结果表明本工作设计的sic APD探测阵列能够为微弱紫外光成像技术提供可行的技术方案。

摘要：由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,sic(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对sic封装提出了很大的挑战。以主流的HybridPACK Drive模块封装为例,优化设计了模块的驱动回路和DBC(direct bonded copper)布局,并引入了铜线键合技术,协同优化了模块的电热性能和可靠性。此外,采用响应面法优化了椭圆形Pin-Fin散热基板,提升了模块的散热性能。最后,分别制造了优化前、后的sic功率模块样机作为对比,搭建了双脉冲和功率对拖实验平台,评估了2种方案的电热性能。实验结果显示,当芯片交错距离为芯片宽度的1/2时,所优化的功率模块可以在兼顾电性能的同时,实现更优异的热性能。

摘要：sic高频焊机可以解决传统加热电源所面临的问题,如均流不良、能耗高且不能长期稳定最大功率输出等。通过数据对比发现,sic MOSFET本身的阻抗特性,能耗更低,且具有良好的均流和稳定性。此外,应用智能脉冲密度调制技术(Smart Pulses Density Modulation-SPDM)保证最大功率稳定输出。在同等输出功率下,输出电流更小更节能。最后,设计一台400kW/300kHz样机,进行试验测试。结果表明,能有效的提高功率控制精度、降低能耗,保证设备长期稳定运行。

摘要：切换电容器接触器、晶闸管投切电容器装置(TSC)、复合开关投切电容器装置作为工业低压系统中常用的电容器投切装置,在可靠性、体积、能耗、寿命等方面各有不同的缺陷。鉴于第三代半导体材料sic已在电力电子器件中大量使用,试图通过新型材料电力电子器件的选用和对交流接触器的适应性设计,提出新的电容器投切装置方案,并通过MATLAB仿真验证方案。

摘要：针对薄煤层采煤机变频器功率密度受限问题,介绍了一种采用混合sic IGBT替换常规的Si IGBT模块的高功率密度变频器。通过优化变频器的结构及布局,确保变频器在原重载功率90 kW的尺寸不变的前提下,重载功率提升至110 kW,功率密度显著提高。分析了混合sic模块应用的关键技术,提供了选型依据。同时对研制的高功率密度变频器散热性能进行了仿真分析和实验验证。结果表明:混合sic IGBT比使用Si IGBT可以降低约1/4的损耗,可满足应用于复杂工况,尤其是大倾角工作面的薄煤层大功率采煤机的使用要求。

摘要：文中提出一款基于自主设计的尺寸为8mm×8mm的10kV碳化硅(silicon carbide,sic)门极可关断晶闸管(gate-turn-off thyristor,GTO)单芯片封装的焊接式模块。详细介绍10kV sic GTO模块的设计与制造工艺,通过对比裸芯片与封装后模块在10.5kV阻断电压下的漏电流,验证模块绝缘设计冗余和封装工艺,对模块的动态、静态、极限过流能力、关断增益等性能进行测试并给出初步测试结果。

摘要：采用前驱体浸渍热解(PIP)工艺制备了ZrC-sic、ZrB_(2)-ZrC-sic和HfB_(2)-HfC-sic复相陶瓷基复合材料,复合材料中的超高温陶瓷相均呈现出亚微米/纳米均匀弥散分布的特征,对比研究了上述材料在大气等离子和高温电弧风洞考核环境中的超高温烧蚀行为。研究结果表明,超高温复相陶瓷基复合材料相比传统的未改性sic基复合材料,烧蚀后复合材料表面原位生成了固液两相致密氧化膜,两相协同作用实现了抗冲蚀和抗氧化的效果,对液相SiO_(2)的流失起到了阻碍作用,提升了材料的超高温烧蚀性能。在此基础上,提出了设计超高温复相陶瓷基复合材料应考虑的因素。上述研究结果对陶瓷基复合材料在超高温有限寿命领域的应用具有一定的指导意义。

摘要：以ZrO2微球为模拟核芯,通过流化床化学气相沉积(FBCVD)工艺制备了三结构同向性包覆颗粒(TRISO)微球,利用扫描电镜、透射电镜等对TRISO微球各包覆涂层的微结构进行了观察分析,并采用微米压痕法测试了各包覆涂层的弹性模量和维氏硬度,在此基础上通过压溃实验对sic涂层的断裂强度进行了测试。结果表明:①Buffer层由大量的球状碳颗粒组成,涂层中存在较多的大孔;②内PyC层和外PyC的结构类似,由大量表面包裹片层结构的球状碳颗粒组成,致密度相对较高;③sic层以典型的β-sic结晶态存在,原子层间距为0.26 nm;④各包覆涂层中,Buffer层的弹性模量和维氏硬度最低,分别在13.29 GPa和1.78 GPa左右,内PyC层的弹性模量和维氏硬度分别在25.80 GPa和3.18 GPa左右,外PyC层的弹性模量和硬度分别在28.15 GPa和3.66 GPa左右,sic层的弹性模量与硬度均最高,分别在141.4 GPa和21.51 GPa左右;⑤通过压溃实验测得的sic层平均断裂强度为2581 MPa。TRISO微球各包覆涂层不同的结构特征来源于不同的沉积工艺,前驱气体的热分解反应是控制包覆涂层结构的关键。本文对TRISO微球各涂层的结构和力学特征进行研究,获得相应的性能数据,对TRISO微球的设计应用和堆内辐照行为预测具有重要的指导意义。