一、SRAM 静态随机存取存储器 (SRAM) 是一种静态存储单元,它使用触发器来存储每位数据。它广泛应用于各种电子系统。SRAM 存储器中的数据不需要定期刷新。与其他存储单元相比,它速度更快,功耗更低。正因为如此,SRAM 是 VLSI 设计师中最受欢迎的存储单元。 SRAM 操作 传统的 6T SRAM 单元由两个背靠背连接的反相器组成。第一个反相器的输出连接到第二个反相器的输入,反之亦然。基本上,SRAM 执行三种操作,即保持、读取和写入操作。 保持操作:在待机操作或保持操作中,字线 (WL) 处于关闭状态。连接到字线和 B 和 BLB 线的存取晶体管也处于关闭状态。为了使 SRAM 以读取或写入模式运行,字线应始终处于高电平。 写入操作:存储数据的过程称为写入操作。它用于上传 SRAM 单元中的内容。写入操作从分配要写入 Bit 的值及其在 Bit' 的互补值开始。为了写入“1”,Bit 预充电高电压,并将互补值“0”分配给 Bit'。当通过将 WL 置为“高”将 M5 和 M6 设置为 ON 状态时,在 Bit 处分配的值将作为数据存储在锁存器中。M5 和 M6 MOS 晶体管设计得比单元 Ml、M2、M3 和 M4 中相对较弱的晶体管强得多,因此它们能够覆盖交叉耦合反相器的先前状态。读取操作:恢复数据的过程称为读取操作。它用于获取内容。读取操作首先将字线“WL”置为高电平,这样在将位线和位线预充电至逻辑 1 后,访问晶体管 M5 和 M6 均将启用。第二步是将存储在数据和数据线中的值传输到位线,方法是将位保留为其预充电值,并通过 M4 和 M6 将位线放电至逻辑 0。
Yazaki Corporation(总部:东京Minato-ku;总裁:Riku Yazaki)赢得了由Automotive News(America)赞助的Automotive News Pace Award 2024年为灵活的印刷电路(以下简称Werminafter,FPC)类型Busbar模块开发的公司。汽车新闻节奏奖颁发给了在汽车行业开发创新技术和制造流程的供应商,并以改变游戏方式的方式为汽车行业的发展做出了贡献。在上一个财政年度获得了双重奖励后,Yazaki Corporation现在已经获得了两年的奖项。,我们将继续努力开发将客户放在首位的产品,并致力于改善移动社会的安全性和舒适性。FPC型母线模块混合电动汽车和电池电动汽车的传播在汽车行业围绕汽车行业的转型中迅速发展。随着这些车辆对延长范围的需求增加,预计电池容量将变得越来越大。与更大的电池容量相关,需要较小的组件才能提高安装效率并具有较低的轮廓以确保机舱空间。此外,还必须确保高压电池的安全性。yazaki开发了一种产品,可以通过在母线模块上使用FPC替换电压检测电路的普通电线来减少电池尺寸和重量,并确保安全性,并具有检测电池电压和温度的功能,同时在电动汽车高电压中连接多个电池。结束产品功能1)较小且较轻采用FPC可以消除线型模块所需的多余空间,并降低高度。自行的母线模块比线型产品轻约50%。2)确保安全性在靠近电池附近的FPC上安装芯片融合,可以保护整个电路。独特的公差和消除振动结构可提高组装特征和可靠性。FPC可以完全自动化生产,这对于电线型产品很难。
我们研究的主题是未来人类在火星上的定居点的设计。当人类熟悉了这颗星球(而非首次定居)并希望建立一座可供一定数量的定居者(约 500 人)安全居住的小城市时,我们将在火星上建造基地。在这种情况下,我们设想(利用所有已经可以实现的技术)建造一个直径约 100 米的大型可居住圆顶,部分采用 3D 打印技术通过烧结“原位”材料建造,部分采用现场组装的测地线几何大玻璃窗,照亮太空基地内部并让居民可以看到外面。玻璃测地线结构的元素将由高强度铝制成,并将与玻璃本身一起由可能很快登陆火星的大型航天发射器运载。由于圆顶周围有一组电缆(具有非常高电压的超导体),距离圆顶有适当的距离(至少 50 米),这些电缆沿着理想球体的平行线排列,并由刚性圆形元件沿子午线支撑,因此能够拥有明亮的环境并观察外部全景。这些电缆将产生足以屏蔽危险的宇宙射线但距离居住区足够远的人工磁场。这种配置(与最先进的技术相比非常创新)将使未来的定居者能够舒适地生活,而不会遭受室内压力,而他们在光封闭的环境中则会受到室内压力。子午线结构本身除了支撑电缆外,还将支撑“高架起重机”的元素,以便建造结构本身(通过“增材制造”技术)并对大型外部玻璃窗元素进行必要的维护,这些元素必须清除火星尘埃,并可能被更换(在其外部牺牲层),以防被微陨石击中。在可居住的圆顶内,将有花园、公园和湖泊,以及一系列可俯瞰被外部阳光照亮的巨大空间的可居住楼层,并可欣赏到红色星球的沙丘景色。它不仅是一个生存的前哨,而且还是一个令人兴奋和有趣的地方,可以度过一个难忘的太空假期!
分析程序虽然同时是采用低成本塑料芯片的一种资源有效的便携式技术。[2]它被广泛用于各个领域,包括化学分析,生物传感系统,医学开发,临时诊断点,实验室芯片(LOC)设备(LOC)设备和芯片上的器官。[3]为了有效地控制和操纵流体,微流体系统需要一些有源组件,例如喷油器,泵,阀门和混合器。[4]已经开发了各种作用机制,例如气动,形状 - 内存合金,压电,二电,电磁和静电,以驱动这种活性成分。[5]但是,在主动微型设备中,常规驱动技术存在一些显着的局限性。例如,形状内存合金的响应时间相对较慢,并且使用高转换温度激活,这可能会损害流体样品,从而阻碍其在生物应用中的使用。[6]使用压电和静电代理的使用导致了微型电视和使用微加工和光刻技术的简单结构等微型发言。[7]但是,所使用的材料基于刚性硅,这可能不是单次使用,一次性和屈曲loc的首选材料。介电弹性体执行器需要高达数千伏的电压以实现合理的致动,但是,所涉及的高电压可能会改变样品的性能。这些特征限制了完全一次性的高级微流体系统的可能性。[8]基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的LOC中使用的气阀是一种控制液体流量的简单,最优雅的解决方案,但是,它们需要其他外部设备来控制驱动。[9]此外,大多数常规执行器都依赖于组件的混合整体,这些组件既复杂又需要一些特殊的制造设施,以损害成本效率。因此,至关重要的是,使用简单的机制来开发易于制造的执行器,以对LOC进行按需控制,该机制可能有效地制造。在过去的几十年中,导电聚合物已成为各种应用中的感测和致动材料,例如细胞生物学,微电力学系统
锂离子电池是当今电力平台的重要组成部分。锂离子电池在所有便携式电子设备、电动和混合动力汽车以及电网规模的储能系统中都有广泛的应用。[4] 但由于电池行业需要近 50% 的可用锂资源,因此锂离子电池能否大规模生产用于电网应用尚不确定。[5f] 此外,锂离子在非质子电解质中的电导率有限以及安全性较差也可能对其大规模利用造成问题。这些缺点促使研究人员寻找替代锂离子电池的新型储能技术,其中可充电金属空气电池成为一种有前途的新型电能存储技术(图 1)。通常,金属空气电池(Li 或 Na)比锂离子电池具有更高的理论比能,这使得金属空气电池系统对混合动力和混合动力电动汽车具有吸引力和实用性。 [6] 以金属为阳极、氧为阴极活性材料的电化学电力装置具有最高的能量密度,因为后者不存储在装置内部,而是可从环境中获取。锂空气电池(LAB)的理论比能量与汽油的理论比能量相当。[5c,7] 空气阴极性能限制了电池容量,危及 LAB 技术的商业成功。首先,无论是碱性还是酸性水性电解质,在阴极反应过程中都会消耗溶剂。其次,由于孔口/开口的堵塞导致放电不完全。[8] 因此,提高 LAB 性能的可能途径之一是阴极材料结构,[9] 它可以保持活性锂离子和氧气的传输,并且可以填充大量氧还原反应(ORR)的产物而不会堵塞孔隙。在燃料电池的气体扩散电极 (GDE) 领域中,双孔材料有望提高能量容量。[10] 第三,空气阴极性能下降。空气阴极提供大部分电池能量,因此电池电压降最大。[11] 放电过程中 LiO 2 的积累产生了混合产物,充电时的高电压导致溶剂分解,同时过氧化锂也发生还原。[12] 氧溶解度和扩散速率成为影响电池能量容量的关键因素。使用氧溶解度高和氧扩散率高的电解质可提高阴极容量。[8,13]
enough 及其同事 [2] 发现 LiCoO 2 正极可以在 3–4.3 V 相对于 Li + /Li 0 的范围内提取大量的 Li +。1982 年,Yazami 和 Touzain 报道了以石墨为固体电解质时 Li + 离子的电化学活性,这成为了商业化锂离子电池 (LIB) 的重要基础。 [3] 1985 年,Yoshino 发明了一种由 LiCoO 2 正极和碳质负极组成的新电池,它显示出合理的可逆容量和显著增强的循环性能。 [4] 随后,索尼于 1991 年将 LIB 商业化;与镍镉和镍氢电池相比,它们表现出更高的质量能量密度和体积能量密度。 [5] 由于其高可逆容量和可观的日历寿命,LIB 已广泛应用于消费产品(如相机和笔记本电脑)和纯/混合动力 (H) 电动汽车 (EV)。根据组成 LIB 的元素价格表,钴(15.54 美元)比镍、锰和铝贵,后三种元素的价格分别为 5.90 美元、1.06 美元和 0.77 美元 LB −1(2020 年 2 月 6 日的实时价格,http://www.infomine. com/investment/metal-prices/)。这促使人们寻找低成本、高容量的替代正极材料,以推广采用 LIB 作为电源的 EV/HEV(图 1 a)。[6] 用层状结构中的其他元素取代钴可能会获得优异的电池性能。例如,富镍的 Li[Ni1−x−yCoxMny]O2 具有高容量(200–250mAhg−1)和高电压操作(≈3.8V vs Li0/Li+)以及更好的化学稳定性,由于 Ni3+/4+(eg)氧化还原能与 Co3+/4+(t2g)和 Mn3+/4+(t2g)带上方的 O2−2p 带顶部没有明显的重叠,所以氧损失更少。 [7,8] 然而,由于 Li+ 和 Ni 2+ 的离子半径相似(0.76 Å),合成化学计量的 LiNiO 2 很困难,即在合成过程中,Ni 2+ 很容易占据锂板中的 3b 锂位并形成[Li 1-xNix]3a[Ni1-x]3b[O2]6c。锂层中的 Ni 2+ 不仅阻碍了 Li+ 的顺利扩散,而且导致不可逆容量和较差的循环寿命。[9] 通常,LiNiO 2 在深度脱锂后表现出从第一个六方到单斜(H1 到 M),单斜到第二个六方(M 到 H2),最后从第二个六方到第三个六方(H2 到 H3)相的渐进相变,[10] 这限制了 LiNiO 2 的制备。
DOI: 10.5281/zenodo.3591592 CZU 62-83:621.38 电力电子设备的未来趋势 Titu-Marius I. Băjenescu,ORCID ID:0000-0002-9371-6766 瑞士技术协会,瑞士电子集团 tmbajenesco@gmail.com 收稿日期:2019 年 10 月 16 日 接受日期:2019 年 2 月 12 日 摘要。半导体技术的最新进步以及电力电子器件在电能不同领域(特别是航空、运输和配电网络应用)日益增长的需求,对高频、高电压、高温和高电流密度等新规范提出了要求。所有这些都促进了电力设备的强劲发展。为此,应开发低电阻率薄膜的分离技术以及厚膜生长技术,包括绝缘晶片上的热丝 CVD。本文概述了半导体制造的发展、当前应用和前景。关键词:GaN、SiC、Si vs SiC、IGBT、MOSFET、HEMT、HFET、FET、金刚石功率器件。简介半导体的历史悠久而复杂。表 1 显示了功率半导体器件发展的时间表。在 1950 年代,晶闸管或可控硅整流器 (SCR) 是数百伏固态电力电子的唯一选择。随着技术的进一步发展,JFET、功率 MOSFET 和 IGBT 等新器件问世,它们的性能得到了极大提高,额定电压和电流也更高。现在,在 21 世纪,宽带隙 (WBG) 半导体是高性能电力电子趋势中的最新产品。电力电子技术是一项复杂的跨学科技术,从事该领域的研究需要具备电气工程及其他领域的综合背景。器件研究极其重要,因为该领域的发展从根本上引发了现代电力电子革命。目前硅和宽带隙 (WBG) 功率半导体(图 1、2、3、4)的研发趋势将持续下去,直到功率器件特性和额定值得到显著改善,接近理想的转换。自宽带隙电力电子技术问世以来,器件评论迎来了第二波流行,涵盖了 SiC、GaN 等材料,也许还包括钻石(但程度较小)。很明显,在不久的将来,SiC(而不是 GaN)将成为所选市场的主要 WBG 功率器件材料。宽带隙半导体是半导体材料的一个子类,其带隙大于 Si,通常在 2 到 4 电子伏 (eV) 之间。
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
早期的住宅太阳能系统通过逆变器与公用电网相连,逆变器在日照时间内将太阳能电池板的电力转换为交流电。多余的电力可以卖回给公用事业公司,但在黑暗时期,最终用户仍然必须依靠公用事业公司提供电力。公用事业公司已经能够利用这些限制,通过调整定价模式,将住宅客户转移到“使用时间”费率,从而在太阳能不可用时收取更多费用。在系统中添加 ESS 使用户能够应对这种情况,并通过所谓的“削峰”保护自己免受高昂的能源成本,将太阳能电池板收集的电力存储在电池中,并随时使用这些电池满足他们的电力需求。电池技术的发展导致了锂离子 (Li-ion) 电池组的生产,其单位质量和单位体积的电荷存储量比旧技术的铅酸电池高得多。结合高效的双向电源转换系统,这些电池可用于创建 3 至 12 千瓦范围内的紧凑型壁挂式 ESS 装置,能够为家庭供电 24 小时或更长时间。然而,尽管锂离子电池具有能量密度优势,但它们也有一些缺点,特别是在安全性方面,包括在高电压下容易过热或损坏。这可能会导致热失控和燃烧,因此需要安全机制来限制电压和内部压力。存储容量也会因老化而降低,导致运行几年后最终出现故障。因此,每个电池组都必须包含一个电子电池管理系统 (BMS),以确保安全高效的运行。与太阳能逆变器不同,ESS 必须在两种不同的模式下运行:1. 充电模式,即电池正在充电时 2. 备用模式,即电池为连接的负载供电时 因此,ESS 电源转换系统始终是双向的。与太阳能电池板结合的住宅 ESS 大致分为直流或交流耦合系统。在直流耦合系统中,单个混合逆变器将双向电池转换器和 DC-DC 太阳能 MPPT(最大功率点跟踪)级的输出组合在公共直流总线上,然后为并网逆变器级供电。然而,交流耦合系统(有时称为“交流电池”)正变得越来越流行,因为这种类型的 ESS 可以轻松添加到现有的太阳能装置中,而这些装置最初不包括能量存储。这是因为交流耦合 ESS 直接连接到电网。另一个优点是,这种系统可以轻松并联以提供更大的功率和存储容量。
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
