沟槽栅IGBT关键技术研究

与平面栅IGBT相比,沟槽栅IGBT能显著改善通态压降与关断能量的折衷关系,更适用于中低压高频应用领域。针对沟槽栅IGBT技术的挑战(主要包含沟槽刻蚀、栅氧生长、沟槽多晶硅填充等),研究并开发了沟槽栅一系列关键工艺:形貌优良的沟槽槽型,质量完好的栅氧生长工艺以及具备优良均匀性的原位掺杂多晶硅填充工艺等。采用改进工艺后的沟槽栅IGBT芯片具有良好的电学性能,展示出优异的栅氧特性,顺利通过了高温动、静态等多项测试,较平面栅IGBT体现出压降和损耗优势。     

铁路防风栅抗风性能风洞试验研究与分析

防风栅可降低铁道车辆在横风作用下铁道车辆所受的气动力,其抗风性能受许多因素影响。针对这一问题,根据日本对防风栅、车辆、线路等组合进行一系列风洞模型试验,以及得到的试验数据,分普通型防风栅与新型防风栅情况,对防风栅降低铁道车辆所受气动侧向力的抗风性能的主要影响因素,以及防风栅实际应用情况等进行分析和讨论,最后根据国内对防风栅研究与应用的现状提出相关建议。     

沟槽栅IGBT深槽工艺研究

基于Lam 4420反应离子刻蚀(RIE)设备和Cl2气体开发了适用于沟槽栅IGBT的深槽等离子刻蚀工艺。通过调整HBr、O2和SF6等添加气体含量得到了无底切、底角圆滑、槽壁斜度3°左右、深度6μm的沟槽;通过系统优化气体流量、气压、电极间距和RF功率等工艺参数,得到了5%的硅片内不均匀性,刻蚀速率可达800 nm/min。在完成CF4/Ar刻蚀和牺牲氧化等后续工艺后,槽型得到进一步改善。     

高压IGBT芯片开关过程栅分布效应仿真研究

高压IGBT在导通或关断时是先从栅焊盘处获得驱动信号,然后再依靠多晶硅层通向芯片的各个区域。由于多晶硅层形成的栅分布电阻效应使得芯片内元胞对栅驱动信号的反应时间不同,芯片内各个元胞不能同时开启或关断,因此IGBT芯片在开关过程中容易产生电流集中现象,尤其当芯片面积较大时,电流集中的现象尤为明显,由此引起芯片动态过程分布效应问题。文章围绕IGBT的电学和温度特性研究高压IGBT芯片动态过程分布,对IGBT芯片进行器件结构建模,搭建Spice电路构建带有栅极电阻和栅极分布电阻的IGBT模型,仿真分析IGBT芯片动态过程中电压、电流和功率的变化情况。采用ANSYS仿真软件构建IGBT热仿真模型,仿真分析动态过程分布中电流集中效应给器件表面温度分布带来的影响,为提高器件的电流和温度分布均匀性提供了重要的参考依据。     

容栅式百分尺微机接口方法的研究

本文对采用新型容栅式感器的数显百分表的智能接口问题进行了研究，并在５１，７５系列单片机和ＰＣ机上用较简单的方法。实现了对容栅式数显百分表的工作状态设置操作和非标准串行通信。     

超结IGBT的结构特点及研究进展

随着绝缘栅双极型晶体管(IGBT)技术的发展,目前主流的场截止型结构越来越接近其理论极限。超结被誉为"功率MOS的里程碑",近年来也被引入IGBT以进一步提升器件性能。超结IGBT结合了场截止型IGBT和超结结构的优点,可在更短漂移区长度下实现高耐压和低损耗。然而,作为一种双极型器件,超结IGBT具有与超结MOSFET不同的工作原理。文章从超结原理出发,揭示了超结IGBT的结构特点和工作原理,并对超结IGBT的最新研究进展进行了梳理和概括。     

FXD3型动力集中动车组空调故障分析与改进

基于流体力学理论与现场调研数据，通过CFD方法及实车验证分析了FXD3型动力集中动车组空调故障原因，提出了空调回风栅的改进方案与控制逻辑的优化方法并进行了试验验证。试验结果显示，改进后的空调回风栅两端回风风速差由6.07 m/s降低为0.4 m/s,回风栅表面整体回风量分布均匀，有利于蒸发器表面散热；改进后的蒸发器表面平均温度由11.8℃提升至14.1℃,两端温度差由4.4℃降低为1℃,蒸发器表面散热性能与防结冰性能显著提升，解决了FXD3型动力集中动车组空调蒸发器表面因结冰引起的空调故障问题。通过一年的运用观察，验证了空调回风栅设置过滤网可解决蒸发器杂絮堵塞问题，文章提出的改进方案合理有效，能够保障FXD3型动力集中动车组的顺利运用。该解决方案已经应用于动力集中式动车组系列产品中。     

防雪栅对铁路路堑风致雪堆积防治效果研究

针对铁路路堑易发生严重积雪灾害的问题,采用风洞试验方法,研究了防雪栅在减轻风致积雪灾害方面效果,为铁路线路防灾工程设计提供参考。在风洞中,首先分别试验了在6.5、7.5、8.5 m/s风速下边坡比为1∶4和1∶1.5的路堑内雪粒堆积演化过程;然后布置防雪栅,在相同试验条件下观测其在减轻路堑积雪灾害方面的效果;最后根据测量数据计算对比有无防雪栅时路堑路面积雪量差异,定量评估防雪栅防治效果。此外,采用数值模拟手段分析防雪栅、路堑周围流场变化情况,进一步解释防雪栅的防雪机理。结果表明：上风侧坡度较缓的半开敞式路堑积雪严重;防雪栅能有效减轻路堑积雪灾害;漂移雪粒首先在背风侧距离防雪栅较远处沉积,随吹风持续积雪范围向两端延伸;防雪栅使来流风速在其背风侧急剧减弱致使漂移雪粒发生沉积,雪粒输运强度减小,从而实现挡雪减灾目的。     

栅射极并联电容对大功率IGBT开通过程的影响

高压大功率IGBT(绝缘型双极性晶体管)作为第三代电力电子领域最具有代表性的产品,正广泛的应用于高速动车组牵引系统中,高压大功率IGBT往往因为选取低的栅极电阻而导致集电极电流变化更快,因此有必要并联栅射极电容来降低集电极电流变化率.文中指出由于栅极引线电感的影响导致栅射极并联电容存在2种模式,与不增加栅射极电容的模式...     

寄生参数对IGBT关断浪涌电压影响的仿真建模

IGBT作为能源变换与传输的核心器件具有良好的载流与抗压能力,在轨道交通、电力系统等行业领域应用非常广泛。以建模仿真的方式模拟浪涌电压实际运行性能,深入研究其特性,可为提高功率器件系统的安全性与稳定性提供依据。文中通过有限元法求解电磁准静态场提取单桥臂回路各器件的寄生参数,并结合IGBT器件静态、动态特性建立了精确的单桥臂电路模型。通过对比不同精度模型的仿真计算结果表明,寄生参数对于浪涌电压的幅值大小和振荡具有不可忽视的影响,在电路优化设计中应予以充分的关注。该精确模型具有精准、易调控的特点,仿真结果对IGBT功率器件精确的损耗计算、可靠的电磁兼容设计及评估潜在风险具有指导性意义。     

宝兰二线黄土路堑边坡处理

对既有铁路黄土路堑边坡地质灾害进行了调查、研究和分析 ,结合宝兰二线工程的具体情况采用了合理的工程处理措施。     

肥槽回填对装配式地下车站结构的力学影响

肥槽回填是明挖装配式地下车站的主要施工阶段,对装配式地下结构的内力和变形有重要影响。针对肥槽回填阶段装配式地下车站结构的力学特性,建立增量法结构计算模型,对不同肥槽的回填材料、回填方案以及中板结构施作的先后次序等工况下的装配式地下车站的结构进行分析,研究不同工况对装配式地下车站结构内力和稳定性的影响。研究结果表明：①采用常规土体材料进行肥槽回填,其回填荷载会导致该阶段装配式结构部分的接头内力超过接头承载能力,回填荷载作用下结构有失稳趋势(拱脚支撑受拉);②采用结硬性材料进行肥槽回填,不同分层方式的回填方案对装配式结构的接头内力和稳定性影响差异较大,其中结硬性回填材料一次性回填对结构的影响比常规土体回填更大,分多层回填时能有效降低回填荷载的影响,采用4次分层回填方案,结构受力与变形均有大幅改善,能确保结构稳定性,使接头承载性能满足要求;③在肥槽回填之前施工中板结构,能大幅改善肥槽回填荷载对结构接头承载能力和稳定性的影响,各种回填方案均能满足结构受力和稳定性的要求,因此中板施工前置工况可降低对肥槽回填材料和方案的要求,不排除今后采用较低强度结硬性材料回填的可能性。     

基于PLC组态的管沟排污监控系统研究

本文对动车组运用检修库综合管沟排污设施应用情况进行了分析,利用PLC组态及计算机自动控制技术,通过开发排污设施监控系统方案研究,解决故障排查工作量大、检修效率低、使用维护不便等难题.     

地下铁道明挖区间隧道结构预制技术的研究

隧道预制技术能够提高隧道施工质量,增加隧道修建速度,降低隧道建设成本。本文对地下铁道明挖区间隧道结构预制技术进行了深入研究,讨论了部分预制技术所应解决的问题。     

高速铁路空沟隔振数值分析

研究目的:随着高速铁路在我国大量建设,其诱发的环境振动问题变得日益突出,空沟因其施工方便且隔振效果相对较好而在实际工程中得到较多应用,本文采用数值分析研究空沟的深度、宽度及荷载的频率对隔振效果的影响.研究结论:使用无限元和黏弹性边界模拟半无限空间能取得较好的计算结果,计算结果表明空沟的深度在1.0～4.0m时对隔振效果影响显著,宽度对隔振效果影响不大,空沟对近场隔振优于远场隔振.幅值一定,高频荷载作用下空沟具有更好的隔振作用,低频荷载作用下较深的沟深才能达到理想的隔振效果.     

用挖槽和场截止工艺的第三代3300 V IGBT模块

IGBT 3用的挖槽与场截止相协调的工艺已成功地导入欧洲电力半导体公司(eupec GmbH)的600V、1200V和1700VIGBT产品型谱.现今这种工艺适合于3 300VIGBT应用的特殊需求.     

高速铁路空沟减隔振措施数值分析与模型试验

空沟减隔振措施由于隔振效果明显、施工方便而在高速铁路减隔振工程中得到广泛应用。通过有限元软件ABAQUS对距离振源一定远固定位置处的振动情况进行数值分析,并通过缩尺模型试验分析相似工况下空沟减隔振措施的减隔振效果以及影响其减隔振效果的因素。对比分析结果表明:设置空沟可有效地阻隔振动波在土体中的传播,使土体的振动加速度明显减弱;空沟深度对距离振源一定远固定位置处的减隔振效果影响显著,设置空沟减隔振措施可使该区域的振动加速度衰减20%~60%;空沟宽度对距离振源一定远固定位置处的减隔振效果影响不明显,宽度的增加不能很好地降低该区域的振动加速度。     

铁路工程沟槽基坑开挖定额结构体系研究

本文针对目前铁路工程预算定额中部分专业涉及的基坑、沟槽及管道开挖定额子目,结合现场实测数据,对现有沟槽基坑开挖定额结构体系进行研究和梳理。从适用性角度,重点对挖土和挖石定额子目的人工、机械效率做了对比分析,提出了统一定额单位、梳理地质类别、优化结构体系等建议,为铁路工程造价标准的制修订提供参考。     

框构桥下穿既有大型站场的基坑防护检算和施工方案研究

大庆市西城工业园区铁路专用线DK5＋221．53m框构桥下穿既有让胡路西货场站,框构桥全长87m。考虑到既有站场的安全运营,对框构桥基坑防护进行了检算,对施工方案进行了调整,保证了既有线的安全运营。     

软弱地质下沉管隧道暗埋段地下连续墙成槽技术

天津市滨海新区中央大道海河隧道工程,位于天津市塘沽,处于华北地区高震带上,地质属于滨海相沉积为主的软土类.在软弱地质条件下,通过采用沉管隧道暗埋段围护结构地下连续墙施工技术,解决了软弱地质条件、高承压水位下地下连续墙施工成槽稳定性问题,防止地下连续墙成槽塌方事故发生.