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RSD重复频率脉冲功率电路的研制被引量：3: 2011年; 研制了一种基于高速大功率半导体脉冲开关反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)的重复频率脉冲功率电路,电路主要包括放电电容充电回路、主回路及RSD预充回路等部分。分析了脉冲功率电路及磁开关工作原理。设计了工作电压为2.4 kV时的电路及磁开关参数。试验结果表明,当重复频率为10 Hz时,RSD输出电流峰值为2.44 kA,脉宽为9μs,工作频率从10 Hz增加至60 Hz时,输出电流从2.44 kA下降至2.21 kA,变化率为4.5%。; 彭亚斌梁琳张桥余岳辉; 关键词：反向开关晶体管

两种不同预充拓扑的反向导通双晶复合管高压脉冲电路被引量：2: 2010年; 为了获得窄脉宽下的大脉冲电流,研究了基于反向导通双晶复合管开关的2种不同预充拓扑的高压脉冲电路—直接预充拓扑和变压器预充拓扑。首先建立了RSD的工作拓扑模型,并分析了RSD正常开通所需要的条件:足够的预充电荷量QR和匹配的磁开关延时时间ts;然后按照开通的要求对电容、电感、负载等回路参数进行设计并选择合适的开关;最后,通过Saber仿真和实验验证了设计的合理性,并对结果进行了对比分析。根据实验结果,在主电压10kV下,两种拓扑电路分别成功通过了14μs脉宽下9.0kA的主电流和15μs脉宽下7.5kA的主电流,通过RSD开关的浪涌电流时间平方积分别为545A2·s、426A2·s。实验表明,直接式预充拓扑电路设计和维护相对容易,其主要应用在单次的人工控制环境;变压器预充拓扑电路能实现高低压隔离,其主要应用在重频自动控制环境。; 余岳辉李伟邦梁琳尚超; 关键词：半导体开关磁开关高电压

Experimental Study of Reversely Switched Dynistor Discharge Based on Gap Breakdown Load: 2011年; Breakdown characteristics of a gap breakdown load was investigated in this paper,and a reversely switched dynistor (RSD)discharge circuit was designed based on the load.Basedon the characteristics of the load,the RSD discharge circuit was improved and optimized.Thevolume of the magnetic switch was reduced.To protect the thyristor and RSD,a diode was antiparallelyconnected with the thyristor,which reduced the time requirement when a power voltagewas applied to RSD.Experimental results show the circuit designed in this paper can switch ahigh voltage and high current smoothly,and allows the power voltage to change in a wider range.; 尚超梁琳余岳辉吴拥军李海亮; 关键词：击穿特性放电间隙电路开关

RSD二维数值模拟与预充过程分析被引量：3: 2012年; 为了加深对反向开关晶体管(RSD)器件原理的认识,本文基于半导体物理基本方程,在二维元胞单元上利用有限差分的方法建立了RSD器件的数值模型。模型考虑了载流子间散射、SRH和俄歇复合、碰撞电离等物理效应。采用实验电路提取的参数建立了RSD谐振预充触发电路的外电路模型。联合器件模型方程组和谐振触发外电路模型方程,利用Matlab语言采用Runge-Kutta和牛顿迭代的方法求解并获得了器件瞬态载流子分布和电压电流波形。本文在对比实验结果的基础上,解释并说明了模型的有效性和误差的产生原因。基于载流子和电流分布变化数据,详细分析了RSD预充过程。发现了预充过程中存在的强烈俄歇复合现象和电流抽取现象将导致预充电流注入的等离子体大量减少,因此不宜直接采用电流时间积分值计算预充电荷总量。; 余岳辉冯仁伟梁琳; 关键词：反向开关晶体管数值模拟载流子分布

两步式放电改善反向开关晶体管开通特性研究被引量：3: 2012年; 针对大功率半导体开关反向开关晶体管(RSD)由于预充不足造成的非均匀开通缺陷,在直接预充放电工作电路的基础上,设计了一种两步式放电工作电路.根据RSD结构特点理论分析了正常开通所需条件,并对器件元胞结构进行建模分析,模型仿真结果表明RSD在窄脉宽预充电流作用下具有更佳的开通性能,降低了预充阶段基区载流子复合.两步式放电实验发现第一步放电电流幅值、脉宽对于两步式放电电路的正常工作起决定作用,而反向预充电流主要作用于RSD第一步放电的正常开通,降低了预充电路设计难度.仿真及实验结果均表明两步式放电电路较直接式预充放电电路提高了RSD的均匀开通性能,这是由于两步式放电显著提高了基区等离子体积累.; 洪武梁琳余岳辉; 关键词：反向开关晶体管半导体开关

反向开关晶体管结构优化与特性测试被引量：4: 2012年; 对半导体脉冲功率开关反向开关晶体管(RSD)的结构进行了优化,在RSD中引入缓冲层,建立器件数值模型并作仿真分析,结果表明:缓冲层结构起到了截止电场的作用,使得器件基区得以减薄,较传统结构RSD阻断电压升高而开通电压降低。针对RSD的特殊工作方式,提出了RSD开通电压、关断时间等关键参数的测试方案并进行了实验测量。进行了RSD大电流开通试验,直径7.6cm的堆体在12kV主电压下成功通过峰值电流173kA,传输电荷32C。; 梁琳余亮吴拥军余岳辉; 关键词：反向开关晶体管缓冲层关断时间

RSD预充时间对开通电压峰值的影响研究: 2012年; 反向开关晶体管(RSD)的开通电压峰值直接影响器件的导通功耗。为研究开通电压峰值的影响因素,从RSD开通机理出发,在直接预充电路的基础上设计了实验方案,得到了同等预充电荷量下开通电压峰值随预充时间的变化趋势。测量结果表明,在一定预充电荷量下,随着预充时间增大,开通电压峰值先减小后增大。结合预充过程中器件内部的SRH复合和俄歇复合效应,提出了有效预充电荷量的概念并以此对实验结果作出解释。; 刘雪青梁琳余岳辉; 关键词：晶体管

半导体脉冲功率开关发展综述被引量：11: 2012年; 介绍了近年来半导体脉冲功率开关的发展和应用情况,具体包括反向开关晶体管(RSD)、半导体断路歼关(SOS)、脉冲晶闸管、功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和SiC-JFET。描述了专门用于脉冲功率领域的RSD和SOS开关的结构和工作原理,报道了国内外在脉冲晶闸管方面的工程研究及达到的参数,介绍了基于常见电力电子开关功率MOSFET和IGBT制成的脉冲功率装置,并简介了基于宽禁带半导体材料SiC制成的JFET器件的高温封装技术。; 梁琳余岳辉; 关键词：半导体开关脉冲功率重复频率

基于LCL谐振变换结构的RSD重频系统充电技术被引量：1: 2014年; 全固态半导体开关,即反向开关晶体管(RSD)因其具有全面积、纳秒至微秒级导通等特有的性质,在脉冲功率领域有着良好的应用前景。研究了RSD脉冲功率系统主储能电容的恒流充电技术。利用交流小信号分析法对基于LCL谐振变换结构的充电电源工作原理进行了详细阐述,分析了恒流特性、恒压特性及开关管的软开关特性,利用Orcad Pspice仿真软件进行了仿真验证。同时从功率损耗方面对开关管IGBT的缓冲吸收回路进行了优化设计。通过27 ms将27μF电容器充电至1.1 kV的实验证明了基于LCL拓扑的谐振变换充电电源具有恒流、控制简单、宽负载应用范围等优点,适用于主储能电容器的高精度、快速充电。; 李飞龙余亮梁琳邹雪城; 关键词：反向开关晶体管恒流充电

基于脉冲变压器RSD直接式预充的设计与研究: 2011年; 基于反向开关晶体管(RSD)的工作原理,提出采用脉冲变压器隔离的直接式触发高压RSD,以解决系统对触发开关要求较高的问题。脉冲变压器的作用是隔离主放电回路的高压,同时在有限的时间内给RSD提供足够的预充电荷且经过一定的时间延迟后饱和。据此,利用变压器等效电路对其进行了设计,得到了变压器及电路的相关参数。利用电路仿真软件Saber仿真脉冲变压器的饱和特性,并进行了实验验证。最后以10kV电压通过RSD对负载放电为例,验证方案的可行性,得到峰值为12kA、底宽15μs、di/dt为2kA/μs的主电流。实验完毕,经测试,器件完好无损。; 尚超余岳辉吴拥军冯仁伟李伟邦; 关键词：反向开关晶体管脉冲变压器磁开关 SABER

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