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约瑟夫森效应在电工计量中的应用
摘要。在过去的 30 年里，计量实验室利用约瑟夫森效应的量子行为大大改进了电压计量。以下文章回顾了约瑟夫森电压标准研究和开发的历史和现状。具体来说，将详细解释具有量子精度的电压标准的技术和性能，以及它们对各种电气计量应用的影响，主要是直流和交流电压测量。将介绍约瑟夫森效应的物理原理，并讨论基于量子的电气标准的重要性。将详细解释传统约瑟夫森电压标准的运行及其在直流应用中的使用，包括对最重要的结果的描述。本文的后面部分描述了最近将约瑟夫森效应应用于交流电压和其他电气计量应用的努力。已经开发出先进的电压标准系统，可提供新功能，例如稳定、可编程的直流电压和量子精确的交流波形合成。本文将介绍这些系统的超导技术和集成电路设计。两种不同的系统大大提高了音频电压和电力计量的测量精度。
嵌入学习
静电定义的量子点器件的调谐可分为三个阶段。第一阶段是超粗调，包括设置栅极电压以创建电子或空穴的限制势。第二阶段称为粗调，侧重于识别和导航量子点器件的不同工作模式。第三阶段称为微调，涉及优化一组特定的电荷跃迁。最近已经实现了第一调谐阶段的完全自动化 [7]。已经证明了使用卷积神经网络进行自动粗调可以识别双量子点模式 [8] 并达到任意电荷状态 [9]。模板匹配也用于导航到单电子模式 [10]。在此阶段，可以使用虚拟栅极电极独立控制每个量子点的电化学势 [11, 12]。先前的自动微调研究主要集中在通过系统地修改栅极电压来实现两个量子点之间隧道耦合的目标值 [ 13 , 14 ]。然而，这些方法只能优化从执行的测量中轻松估计的设备参数，并且依赖于校准。
故障模式和面向可靠性的系统设计...
未来电动飞机和混合动力飞机对电力的需求不断增加，机载系统的高功率电力转换研究工作一直在进行中。航空系统的安全关键性质使航空电力转换器的可靠性成为关键的设计考虑因素。本文研究了电力电子系统的可靠性，重点研究了关键子部件的寿命限制因素。为起动发电机驱动转换器建模了不同系统电压水平下的电压源功率转换器的可靠性。一个关键的观察结果是，Si IGBT 器件足以满足低压和中压系统（高达 540 V）的可靠性要求。在更高的系统电压（高于 540 V）下，使用 Si IGBT 进行设计需要多级拓扑。在恒定功率曲线驱动中，转换器直流链路中薄膜电容器的磨损故障对系统可靠性的影响最小。在没有增强电压降额的多级拓扑中，系统可靠性主要受宇宙射线引起的随机故障影响。仿真结果表明，在高系统电压 (810 V) 下，带有 SiC mosfet 的 2 L 拓扑在可靠性方面优于基于 Si IGBT 的 3 L 拓扑。
电池火车的伏特快速充电站
VoltTap是我们用于电池火车的快速充电站，是与德国StadtwerkeTübingen（德国）进行开创性合作的结果。VoltTap快速充电站使电池火车在终端站或中间停靠站中快速充电。充电站高效，可靠且耐用。他们支持不同的电压并提供灵活的充电时间以帮助优化操作。伏特图是我们在确保非电气化途径上可持续和无排放的迁移率的贡献。
TMI3286 TMI3286B 500kHz，18V，4A 同步 COT 步进...
参数 最小值 最大值 单位 输入电源电压，EN -0.3 20 V LX 电压 -0.3 20 V LX 电压 (<10ns 瞬态) -4.5 22 V FB 电压 -0.3 6 V BS 电压 -0.3 23 V 存储温度范围 -65 150 °C 结温 (注释 2) 160 °C 功率耗散 1500 mW 引脚温度 (焊接, 10s) 260 °C
切碎折叠共源共栅体驱动 OTA
本文使用的核心 OTA 是体驱动 OTA [4]，其中与模拟电路有关的一个重要因素是，未来标准 CMOS 技术的阈值电压预计不会比目前的阈值电压低很多。为了克服阈值电压，人们使用了体驱动 MOSFET，众所周知，阱源结上的反向偏置会导致阈值电压增加 [5]，[6]。同样，此结上的正向偏置会导致阈值电压降低。
LM124、LM124A、LM224、LM224A LM324、LM324A、LM2902 ...
† 超出“绝对最大额定值”所列的应力可能会对器件造成永久性损坏。这些仅为应力额定值，并不暗示器件在这些或“建议工作条件”所列以外的任何其他条件下能够正常工作。长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。注意事项： 1.所有电压值（除为测量 IOS 而指定的差分电压和 VCC 外）均相对于网络 GND。2.差分电压为 IN+ 相对于 IN–。3.输出与 VCC 短路可能会导致过热并最终损坏。4.最大功率耗散是 TJ(max)、θ JA 和 TA 的函数。在任何允许环境温度下的最大允许功率耗散为 PD = (TJ(max) – TA)/θ JA。在绝对最大 TJ 150°C 下运行会影响可靠性。5.封装热阻抗根据 JESD 51-7 计算。6.最大功率耗散是 TJ(max)、θ JC 和 TC 的函数。在任何允许外壳温度下的最大允许功率耗散为 PD = (TJ(max) – TC)/θ JC。在绝对最大 TJ 150°C 下运行会影响可靠性。7.封装热阻抗按照 MIL-STD-883 计算。
用于生物电化学储能电网整合的多输出交流/直流能量转换系统
生物电化学储能 (BES) 系统能够将电能转化为生物甲烷，其结构类似于燃料电池，因为多个低压模块串联连接形成堆栈，然后并联以达到所需功率。然而，在这种情况下，BES 模块充当气体储能/负载，产生可储存的生物甲烷作为产品。本文提出了一种用于 BES 堆栈的多输出多级 AC/DC 电源转换系统。所提出的拓扑结构类似于模块化多级转换器 (MMC)，其中 BES 堆栈连接到子模块，并且直流链路中仅存在一个电容器。因此，它只需要在交流侧使用一个小滤波器，同时可以同时控制所有 BES 堆栈的电压和功率。提出了所提出的电源转换系统的数学模型，然后设计了一种控制方案，以实现以下目标：1) 同时控制所有输出电压；2) 独立控制与电网交换的有功和无功功率；3) 控制电网电流的质量； 4) 抑制环流。为了验证系统性能，我们展示了从包含 18 个堆栈的 10 kW BES 系统获得的 OPAL-RT 实时模拟结果。© 2022 由 Elsevier Ltd. 出版。