摘要：能源危机和环境问题推动了绿色航空的发展,飞机电气化是绿色航空的主要实现手段,已经成为航空技术发展的重要方向。本文介绍了飞机电气化的发展历程,阐述了电气化飞机电力系统的关键技术及其研究现状,分析了先进飞机电力系统设计的关键技术,指出了飞机电力系统综合化、智能化的发展特点。在分析飞机电力系统设计存在的问题的基础上,文章初步提出了电气化飞机电力系统智能化设计平台的理论框架、功能和特点,分析了支撑电力系统智能化设计平台的关键技术,指出了航空智能化设计的研究方向。

摘要：在对碳化硅基变换器中的桥臂串扰产生机理进行深入分析的基础上,提出一种新型有源箝位桥臂串扰抑制方法,并构成适用于碳化硅(Silicon carbide,SiC)基桥臂电路的串扰抑制驱动电路。给出其等效电路模态分析,讨论了关键参数的设计方法。设计制作了串扰抑制驱动电路模块板,并在1kW永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动实验平台上进行了验证。实验结果表明,该方法能够有效抑制SiC基变换器中的桥臂串扰。

摘要：随着开关频率的增大,寄生电感对碳化硅(SiC)器件动态开关过程的影响程度也越来越大,无法充分发挥其高速开关下低开关损耗的性能优势。本文采用理论定性分析与实验定量研究相结合的方法,考虑相关寄生电感,对SiC MOSFET基本开关电路建立数学模型,确立影响开关特性的主要因素,然后通过SiC器件高速电路双脉冲测试平台,对各部分寄生电感对SiC器件开关性能的影响进行系统研究,揭示寄生电感对SiC MOSFET开关特性的影响规律。在此基础之上,根据SiC高速开关电路实际布局的限制,在布局紧凑程度或回路走线总长度相对不变的情况下,对各部分寄生电感的匹配关系进行研究,归纳出SiC器件开关过程受寄生参数影响的特性规律,从而指导SiC基高速开关电路的优化布局设计。

摘要：为满足多电飞机(MEA)的大功率用电需求,系统工作电压需要进一步提高,而较高电压会增加相关部件的绝缘失效风险。面向多电飞机特定工作场景和参数,搭建了模拟飞机电作动器中的绕组间绝缘故障测试平台,开展了1kHz范围内的局部放电(PD)大量重复实验,研究了特定电压幅值、正弦波和方波脉冲波形下局部放电幅值、放电重复率和放电相位等统计特征,并计算评估了不同频率值下多电飞机中的局部放电行为。实验结果表明:在设定频域范围内,方波脉冲下的起始放电电压(PDIV)都低于正弦,方波脉冲波形对绝缘影响更大;随着频率升高,放电幅值逐渐降低,但放电重复率几乎呈线性增长;放电时刻集中于上升沿/下降沿末端。以50Hz作为对比基准频率,1kHz时的放电幅值降低80%,而放电重复率增加11.92倍,较高频率下多次累积的小幅值击穿成为威胁绝缘失效的主要原因。计算分析认为高频下空间电荷场强变化导致的放电延迟时间减少和周期数目增加分别导致局部放电脉冲幅值降低和放电重复率增加。本实验结果有助于针对多电飞机电气系统和相关装备开展针对性绝缘测试和评估,并有望为多电飞机向大功率高电压方向的设计提供参考和借鉴。

摘要：增强型GaN HEMT(eGaN HEMT)可以大幅提升变换器的效率和功率密度,具有广泛的应用前景。但实际应用中由桥臂串扰引起的误导通,以及负载侧短路等都会导致eGaN HEMT流过较大的电流。因此,为了确保eGaN HEMT在过载、短路等工况下安全可靠工作,必须深入探究eGaN HEMT的短路工作原理以及电路参数对其短路特性的影响。本文首先建立了硬开关模式下的短路测试平台对eGaN HEMT的短路过程进行了研究,并利用eGaN HEMT热网络模型,分析了其短路过程中结温变化情况,进一步地探究了不同结温对其短路特性的影响。在此基础上对不同电路参数对eGaN HEMT短路特性的影响进行研究和对比,揭示了影响eGaN HEMT短路特性关键因素,为e GaN HEMT短路保护设计提供了一定的指导。

摘要：为了探究高压eGaN HEMT的开关行为及其影响因素,首先详细分析了eGaN HEMT的开关过程,推导出开关各个阶段的持续时间及影响因素,并将其归纳为器件参数、驱动电路参数和工况,通过实验对eGaN HEMT开关过程和驱动电路参数以及工况对eGaN HEMT高速开关行为的影响规律进行验证,探究了实际电路中存在寄生电感对开关行为的影响。实验结果表明,调整驱动电路参数可以提高开关速度,降低开关损耗,但不可避免地会引起电压、电流的振荡和过冲,设计驱动电路时需要折衷考虑,工况对开关时间影响较大,桥臂电路应用需要根据不同的工况调整死区时间以达到最优的效果,寄生电感会使开关过程中的电流、电压出现振荡,影响开关速度和可靠性,实验结果为eGaN HEMT驱动电路的设计和应用提供了有益的帮助。