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第11章 - 电源和项目
词汇表双极晶体管 - 用来表示共同的两种连接晶体管类型（NPN，PNP）的术语，而不是磁场效应的设备（JFET，MOSFET等）。BLEEDER - 电源的输出或过滤器上的电阻负载，旨在一旦供应关闭，旨在快速排放存储的能量。c速率 - 电池的充电率，表示为电池的安培小时等级。圆形MILS-表达圆形导体的横截面区域的便利方式。通过将直径平方（千分之一英寸）的直径平方，而不是将其半径和乘以Pi乘，可以找到圆形MILS的面积。例如，10口线的直径为101.9 mils（0.1019英寸）。其横截面区域为10380厘米，或0.008155平方英寸。核心饱和度（磁） - 变压器或电感器芯中的磁通量超过核心所能处理的条件。如果强迫通量超出这一点，则核心的渗透性将减小，并且将接近空气的渗透性。撬棍 - 许多电源中包含的最后一个式保护电路，以保护负载设备免受供应中调节器故障的影响。撬棍会在供应的输出上感觉到过电压，并发射短路设备（通常是SCR），以直接缩短电源的输出并保护负载。这会导致电源很高的电流，这会吹出电源的输入线保险丝。这对的有效电流增益大约是两个设备各个收益的乘积。达灵顿晶体管 - 一个情况下有两个晶体管的包装，收藏家绑在一起，一个晶体管的发射极与另一个晶体管相连。DC-DC转换器 - 将直流源电压更改为AC的电路，将其转换为另一个级别，然后对输出进行整流以产生直流电。快速恢复整流器 - 专门掺杂的整流器二极管，旨在最大程度地减少停止传导所需的时间时，当二极管从向前偏置的状态切换到反向偏置状态时。折叠式电流限制 - 线性电源中使用的一种特殊类型的电流限制类型，在短期电路负载条件下，通过电源调节器将电流降低到低值，以保护系列通过晶体管免受过量功率耗散和可能的破坏。地面故障（电路）截止器（GFI或GFCI） - 在房屋之间安装的安全装置 - 持有电源的电源和设备，那里有人员触摸地面地面的危险，而
Ph.D.入学考试教学大纲2024年1月Ph.D.入学考试教学大纲2024年1月
1。基本电子PN连接二极管，硅的能带，内在和外部硅。硅的运输：扩散电流，漂移电流，迁移率和电阻率。载体，PN连接二极管，Zener二极管，隧道二极管，BJT，JFET，MOS电容器，MOSFET，LED，PIN，PIN和AVALANCHE PHOTO DIODE的产生和重组。二极管，BJT，MOSFET和模拟CMO的小信号等效电路。简单的二极管电路，剪裁，夹紧，整流器。晶体管的偏见和偏置稳定性； FET放大器。2。数字电子逻辑大门：或者，或者不nand，non，nor，ex-or，ex-nor;布尔代数，错误检测和校正代码，karnaugh地图，多路复用器和弹能器，BCD算术电路，编码器和解码器，触发器：S -R，J-K，J-K，T，T，D，D，Master-Slave，Edge，Edge触发； p-n连接，D/A和A/D转换器的切换模式操作。3。微处理器简介微处理器，8085/8086微处理器：体系结构和框图； 8085/8086微处理器的指令集：数据传输说明，算术说明，分支说明，循环说明； 8255 PPI芯片建筑； 8259可编程中断控制器，8237 DMA控制器。4。数字信号处理离散时间信号，离散时间系统，时间信号的采样，数字过滤器，多段数字信号处理，ADSP 2100，DSP处理器，DSP的应用，DSP IN：通信，语音处理，图像处理，生物医学和雷达5。D.C.电动机和感应电动机等7。工业驱动器的电动驱动器组件；电气驱动器的选择；电动驱动器的动力学；时间和能量的计算；瞬态操作损失；稳态稳定性和负载均衡。闭环控制相位锁定环（PLLL）控制；电动机加热和冷却的热模型；运动税和电动机等级类别。启动；制动和电动机的速度控制；象限驱动器；负载类型；过程行业使用的扭矩和相关控件；选择电动机和继电器。无刷直流电动机，步进电机，切换的不情愿马达6。电力系统一般布局和热电站的主要组件（简而言之）。可用的水电；选择用于水力发电站的地点；他们的分类；布局和主要组件（简而言之）。核电站 - 拟合能量；一般布局和主要组件（简而言之）；废物处理；核反应堆的类型（简而言之）；一般布置和主要组成部分（简而言之）；核辐射的类型及其作用。使用同步冷凝器改进系统的功率。传输系统计算电阻，电感，单导体的电容，多导体，单相和三相传输线的计算；换位;双电路线；皮肤和接近效应；广义ABCD常数；短和中线的表示和稳态分析；调节和效率；名义– T和PI电路；长线：电流 - 电压关系，双曲线解；冲浪阻抗；冲浪阻抗载荷；总电路等效表示；费兰蒂效应；电源通过传输线；一条线的反应性发电 /吸收；动力传输能力；分流和系列补偿（简而言之）。
浅谈电力电子中SiC功率器件的可靠性
碳化硅 (SiC) 是一种宽带隙 (WBG) 半导体材料，与硅 (Si) 相比，它具有多种优势，例如最大电场更高、导通电阻更低、开关速度更快、最大允许结工作温度更高。在 1.2 kV - 1.7 kV 电压范围内，SiC 功率器件有望取代 Si 绝缘栅双极晶体管 (IGBT)，用于高效率、高工作温度和/或减小体积的应用。特别是，SiC 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) - 电压控制且常关断 - 是首选器件，因为它易于在使用 Si IGBT 的设计中实现。在这项工作中，研究了 SiC 器件的可靠性，特别是 SiC MOSFET 的可靠性。首先，研究了并联两个分立 SiC MOSFET 的可能性，并通过静态和动态测试进行了验证。发现并联连接没有问题。其次，通过长期测试研究了 SiC MOSFET 体二极管的阈值电压和正向电压的漂移。还发现这些可靠性方面没有问题。第三，通过对标准模块的寄生电感建模以及这些电感对栅极氧化物的影响，讨论了封装对芯片可靠性的影响。该模型显示了杂散电感和寄生元件的不平衡，这对高速开关来说是个问题。对湿度对封装在同一标准封装中的 SiC MOSFET 芯片和 SiC 肖特基芯片结端的影响进行的长期测试表明，一些位于户外的模块会过早退化。然后，通过实验和模拟研究了三种不同类型的 1.2 kV SiC 开关器件（双极结型晶体管、结型场效应晶体管和 MOSFET）的短路行为。对每个器件进行详细的电热分析，以支持在故障期间快速关闭器件的必要性。得出了坚固、快速的短路保护设计指南。对于每个器件，都设计、构建了一个短路保护驱动器，并通过实验进行了验证。研究了使用 SiC MOSFET 设计无二极管转换器的可能性，重点是通过体二极管进行浪涌电流测试。发现的故障机制是 npn 寄生双极晶体管的触发。最后，进行了生命周期成本分析 (LCCA)，结果表明在现有的 IGBT 设计中引入 SiC MOSFET 具有经济意义。事实上，由于效率更高，初期投资在后期可以节省。此外，可靠性也得到了提高，从风险管理的角度来看，这是有益的。虽然初始转换器成本高出 30%，但采用 SiC MOSFET 的转换器在 20 年内的总投资大约低 30%。关键词：碳化硅、金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)、结型场效应晶体管 (JFET)、双极结型晶体管 (BJT)、可靠性、故障分析、可靠性测试、短路电流、湿度、谐振转换器、串联谐振转换器 (SLR)、基极驱动电路、栅极驱动电路、生命周期成本分析 (LCCA)。