基于应力差改善的SiC模块用氮化硅衬板匹配性研究

功率半导体器件的快速发展，特别是SiC功率模块的广泛应用对模块中的陶瓷覆铜衬板提出了更高要求，模块封装中陶瓷覆铜衬板的翘曲将影响其可靠性。文章研究了陶瓷覆铜衬板的应力状态以及应力与衬板翘曲的关系，并提供了包括延长冷却时间、降低峰值温度、调整铜体积比在内的减小翘曲度的改善方案，使衬板与SiC模块匹配性得到提升，从而提升了模块可靠性。     

IGBT模块封装的热性能分析

利用ANSYS有限元分析软件建立了IGBT模块封装的有限元模型,分析了导热硅脂厚度、当量换热系数、基板厚度和材料、焊料厚度和材料、衬板厚度和材料、铜层厚度等因素对IGBT模块封装热性能的影响,并探讨了热扩展对芯片结温的影响。研究结果可为优化IGBT模块封装提供参考。     

IGBT模块银烧结工艺引线键合工艺研究

主要研究了应用于IGBT模块封装中的银烧结工艺和铜引线键合工艺,依据系列质量表征和评价方法,分别验证并优化了银烧结和铜引线键合的工艺参数,分析了衬板镀层对烧结层和铜线键合界面强度的影响,最后对试制的模块进行浪涌能力和功率循环寿命测试。结果显示,与普通模块相比,搭载银烧结和铜线键合技术的模块浪涌能力和功率循环寿命均有大幅的提升,并且银烧结和铜线键合界面未见明显的退化。     

接触线表面防覆冰涂层的性能研究

提出铜接触线表面微观结构的构造方法,通过调整制备参数,在铜试样表面制备出具有纳米棒、纳米管和纳米片层花状的微观结构。研究试样表面微观结构对其静态和动态憎水性的影响规律,优化出具有良好静态和动态憎水性的纳米管结构铜试样,并探讨不同涂料对接触线覆冰性能的影响规律,为优化筛选接触线用防覆冰涂料提供理论和试验依据。     

基于铜夹互连的双芯片功率器件的热力机械性能研究

传统的功率半导体器件封装结构通常会采用铝（Al）线键合，这就导致了器件电路寄生电感大和可靠性问题，限制了碳化硅（SiC）功率器件的发展。有研究人员提出了一种新型的铜夹互连工艺，可实现双面散热和提高器件的功率密度，但目前的研究主要集中在其热性能和可靠性方面，缺少对结构设计的优化研究。因此，有必要对多芯片铜夹互连的结构优化设计开展进一步研究。文章针对铜夹功率器件重要的结构参数对芯片应力集中的影响进行了仿真研究。结果表明，铜夹厚度对芯片应力集中影响最大，而铜夹跨度影响最小。对比采用焊料层应力最小的结构参数建立铜夹器件模型与对应的引线模块，可发现在功率循环下，铜夹器件的铜夹和焊料层的疲劳寿命相比于引线模块提升了10倍以上，并且卸荷槽对提升铜夹器件疲劳寿命有显著影响。     

覆跨比对地铁隧道洞室围岩稳定性影响分析

由于受地形条件限制和使用功能需要,地下工程埋深和跨度往往存在较大变化,研究覆跨比对洞室围岩稳定性影响意义重大。本文结合太沙基围岩压力理论推导表征围岩压力随覆跨比变化规律的理论公式,并采用基于网格自适应划分技术的有限元模拟方法,从地表极限承载力、位移响应、应力响应及围岩塑性区等方面,对不同覆跨比矩形洞室围岩稳定性进行系统研究。结果表明：在Ⅳ级围岩条件下,矩形洞室围岩压力随覆跨比增大而增大,当覆跨比H/D=2之后,围岩压力开始逐渐趋于稳定;当覆跨比H/D<2时,矩形洞室在极限状态下易发生贯穿至地表的垮塌破坏;当覆跨比H/D>2时,洞室拱顶上方出现压力拱效应。故覆跨比H/D=2可作为Ⅳ级围岩条件下深浅埋洞室分界线参考值。     

既有隧道上方挖方承载拱效应模型试验研究

设计室内模型试验,改变模型中既有隧道的围岩级别和衬砌刚度,采用在既有隧道上方挖方的方式,考察挖方过程中既有隧道围岩压力、衬砌变形和结构内力的变化规律,研究既有隧道的承载拱效应。结果表明:衬砌刚度较大时Ⅴ级和Ⅵ级围岩的承载拱外边界分别位于覆跨比1.3～1.6和1.6～2.2范围内,衬砌刚度较小时Ⅴ级和Ⅵ级围岩的承载拱外边界分别位于覆跨比1.6～1.9和1.9～2.5范围内;衬砌刚度越大承载拱范围越小,围岩级别越差承载拱范围越大;在既有深埋隧道上方不断挖方时,会逐渐对承载拱产生影响,使既有隧道经历无影响(覆跨比大于2.9)、弱影响(覆跨比处于1.4～2.9)和强影响(覆跨比小于1.4)3个阶段;既有隧道上方挖方过程中,拱顶相对其他部位受影响最大。研究成果可为类似近接隧道工程的设计和施工提供借鉴与参考。     

一种城轨车辆牵引变流器控制单元的硬件设计

为满足城轨车辆部件轻量化、小型化、集成化的要求,通过对城轨车辆牵引变流器的功能进行分析,明确了牵引变流器控制单元应具备系统级和逆变器级控制、通讯、信号处理和故障诊断等功能,从而提出以控制系统模块、数据处理和监控模块、信号处理模块组成的紧凑型牵引控制单元架构。在硬件设计中,采用微控制单元(MCU)完成系统级控制;采用数字信号处理器(DSP)完成逆变器级控制;采用可编程逻辑器件(FPGA)作为MCU和DSP的协处理器,并负责所有对外部电路的接口;采用开关量处理电路、模拟量采集和处理电路、脉冲输出及反馈处理电路,对牵引变流器的各类型信号进行处理,完成控制系统模块指令的输出和系统状态的采集。通过型式试验和牵引系统地面联调试验,验证了牵引变流器控制单元的性能符合设计要求,适用于集成度较高、空间相对紧张的场合。     

CTCS 3级车载设备仿真测试平台的研究

基于我国铁路发展需求,铁路部门提出发展适于我国国情的CTCS(列车运行控制系统)的策略.CTCS 3级仿真系统中车载设备主要由9个模块组成,其中包括核心模块、人机接口(MMI)、无线传输模块(RTM)、应答器传输模块(BTM)、输出模块、输入模块、测速模块、运行管理记录单元和设备维护记录单元.车载设备与其外部的列车运行仿真器、RBC(无线闭塞中心)、应答器等构成完整的CTCS3级仿真测试平台.以C++ Builder 6.0为开发平台设计和实现CTCS 3级车载设备核心功能,其中包括最严格速度曲线和动态速度曲线的计算、列车动态速度监督等功能.     

牵引级1500A/3300V IGBT功率模块的热学设计与仿真

主要针对牵引级1 500 A/3 300 V IGBT模块进行热学分析,建立了基于热节点网络的热阻等效电路模型,从理论上优化了功率模块的稳态热阻分布,通过有限元模型对1 500 A/3 300 V IGBT模块进行热学仿真设计,验证了该热阻模型的有效性。     

基于多分辨率建模方法的CTCS-3级列控系统仿真技术

基于多分辨率建模和高层体系结构,对CTCS-3级列控系统进行仿真研究。根据CTCS-3级列控系统的结构,选择无线闭塞中心(RBC)、列控中心(TCC)、应答器信息传输模块和车载安全计算机4个关键模块组成控车模型。采用多分辨率建模方法,根据信息交互细节层次的不同,将控车模型中的不同模块划分为低、中、高3种分辨率模块。应用HLA仿真技术,构建控车模型中联邦对象模型和成员之间的属性公布与订购关系,应用RTI软件实现控车模型的仿真过程。实现了如下仿真场景:控车模型联邦与RTI软件的连接与退出;不同分辨率情况下的RBC与TCC信息交互生成行车许可;车载安全计算机绘制计算目标距离曲线;列车行驶视图显示。仿真结果验证了多分辨率建模方法在CTCS-3级列控系统仿真中的可行性。     

基于无线通信的站台安全门智能监控系统设计与实现

为解决轨道交通站台安全门设备数据监控智能化程度低、设备调试方法单一的问题，采用模块化的设计方法实现基于无线通信的站台安全门智能监控系统。完成系统总体架构设计和系统主要功能设计，详细说明了系统中的关键技术“数据采集模块设计”“门控单元(DCU)设计”“无线传输模块设计”；对无线传输模块核心芯片M20的原理和程序编写进行了研究设计，在试验室中通过充分试验验证相关功能。试验人员可手持无线终端对站台安全门系统的系统级数据、站台级数据、单门级数据进行实时监控以及单门快速调试工作。试验结果表明，该系统可对站台安全门设备状态实现无线监控，提高地铁运营效率和站务人员维修保护的灵活性，保障站台安全门系统的安全性和可靠性。     

RSSP-Ⅰ安全协议在电子接口模块中的应用研究

电子接口模块实现了联锁系统(CBI)和计轴系统的全电子化连接,并替代了重力型继电器。电子接口模块与联锁系统的安全完善度等级需达到SIL4级,RSSP-Ⅰ安全协议可按照EN50129标准,对电子接口模块与联锁系统间通信进行完整性、真实性、顺序性和实效性方面的防护,以满足通信的安全要求。     

噪音环境下语音识别理解系统的研究

根据人对语言的认知过程提出了含噪语音识别理解的模型，语音识别采用两级模块扩展联想记忆神经网络，第一级扩展联想网络将待识别语音类分组，第二级分支扩展联想网络实现各自组内的区分，两级模块扩展联想网络的学习速度比传统ＢＰ网络快９倍，它对噪音语音信号具有很高的自适应性、鲁棒性、容错性和联想记忆能力。语音理解提取语音识别的候选词，采用统计推理和句法规则相结合的多层分析查错的结构，由统计推断库预测下一词，句法     

铜玉城际铁路2018年通车,设计时速200 km

<正>铜玉城际铁路(铜仁-玉屏)贵州第2条城际铁路,全长47.7 km,设计时速200 km,国铁Ⅰ级、双线客运专线,2013年12月开建。据悉,铜玉铁路是贵州首条地方投资为主的城际铁路,北起铜仁城区火车站,向南经万山区,止于玉屏县田坪镇,与沪昆客运专线对接。据铜玉城际铁路相关负责人介绍,铜玉城际铁路设有铜仁、万山和大宗坪3个车站,建设标准为国铁Ⅰ级双线客运专线,全线桥隧总长     

新一代牵引级IGBT模块技术研究与应用

牵引级IGBT模块是现代轨道机车车辆牵引变流器中实现电能变换和功率输出的核心功率器件。新一代牵引级IGBT模块采用最新的IGBT4芯片、EC4二极管芯片、VLD和DLC芯片边缘终端技术,优化了芯片面积与栅极电荷的设计,具有较低的导通电压、优良的高低温电气特性和安全工作区性能。新型IHV-B封装优化了内部芯片布局和互连设计,降低IGBT模块的杂散电感;通过增大芯片的有源面积,减少静态损耗并降低了模块的"结-壳"热阻;优化的功率端子结构提高了抗振动性能,并具有良好的温度分布特性。IGBT4模块通过了一系列严格的可靠性测试,具有良好的环境适应性、功率循环能力和高可靠性。应用IGBT4模块可以提升牵引变流器的功率密度和集成度设计,实现小型轻量化和长寿命的牵引系统解决方案。     

CTCS-3级列控系统无线闭塞中心仿真子系统的设计与实现

为了满足铁路运维人员对CTCS-3级列控系统无线闭塞中心(RBC)设备的原理和操作的学习需求,提出了一种通过搭建半实物仿真平台实现CTCS-3级列控系统仿真的方案。以CTCS-3级列控系统无线闭塞中心子系统作为研究对象,通过对功能、原理进行分析,设计系统结构和软件模块,并利用VS2008的MFC进行软件开发。     

SGC-0型数显式轨距尺的研制

0级数显式轨距尺的研制将包括数显式电子测量模块研制、尺身机械结构设计两部分。数显式电子测量模块负责长度和超高的高精度数值采样、计算处理和显示，保证测量的稳定性、准确性。尺身机械结构负责提供合理可靠的测量机构以及对电子模块的固定和防护，保证机械强度、机构耐用性和尺身绝缘。     

电动车组微机网络控制单元XDU的设计与实现

阐述了电动车组车厢功能级微机网络控制单元XDU的模拟量输入模块的设计思路、技术实现以及硬件配置。     

国产化6500V/200A高压大功率IGBT的研制

研制的IGBT器件采用完全国产化芯片,通过ANSYS仿真软件对电磁场、热、应力分布等特性进行仿真,实现IGBT器件结构设计最优化;研制的高压大功率IGBT通过了器件、功率模块、辅助变流柜和机车级的试验验证。试验结果满足设计要求,并已形成了芯片—IGBT器件—功率模块—变流器完整产业链,成功批量应用在国内轨道交通领域,具有重大的社会意义和市场前景。