低温功率器件驱动电路实验研究

低温电力电子技术的发展日益得到重视,主要是由于功率器件(如功率MOSFET和IGBT等)在低温下表现出更好的性能,如更低的通态阻抗,更高的开关频率等.为了实验测试和充分利用功率器件在低温下的这些性能,急需寻找或设计可以在低温下稳定可靠工作的功率器件驱动电路.我们在对目前商业化的驱动芯片进行分析的基础上,从中挑选了三种在低温下进行实验,对其输出波形随温度的变化进行研究,首次发现了可以在-196℃(77K)稳定工作的驱动芯片,其驱动性能基本能够满足低温下驱动功率器件的要求,为功率器件低温特性测试及低温功率变换电路的设计奠定了坚实的基础.     

低温恒温器简介

在低温领域中,经常需要对低温恒温条件下样品的各种低温性能,如热物理性质、机械性能、光学物理性能、磁热性能及超导性能等进行测试。这就需要提供一种实验装置来维持样品的低温恒温条件。而低温恒温器是一种能够提供低温恒温条件并与外界热绝缘的低温装置,它应用广泛,是进行低温实验的必要设备。主要介绍了低温恒温器的概念、应用、分类、结构及其设计。     

低温传感器的应用进展

低温技术广泛应用于航天、国防、科研等领域,低温测量在低温技术中占有非常重要的地位。文中叙述了不同类型的低温传感器在1K温度范围内的使用情况,并详细讨论了这些温度传感器的使用范围、灵敏度和精确度。另外还描述了互换能力、循环加热影响、离子辐射影响以及磁场影响等。在特殊的使用环境下,对于选择合适的温度传感器非常重要。该文对应用广泛的传感器进行了综述,为以后在低温仪器设计中传感器的选型提供了参考。     

大型矩形铝冷屏研制

冷屏是加速器用低温恒温器重要的组件之一,大型恒温器采用铝制冷屏为安装调试提供了极大方便。本文阐述了加速器用低温恒温器大型铝冷屏的设计方法,详细介绍了冷屏的结构设计、热设计及数值模拟与计算,最后介绍了铝管与铝板的焊接结构设计,解决了铝管焊接在低温下容易产生低温冷漏的问题,为其它加速器低温恒温器冷屏设计和类似装置冷屏设计提供参考。     

低温阀门测试液氮储槽设计

介绍了DN15-DN400低温阀门性能测试测试系统中低温液氮储槽的设计研制方法,从低温储槽的绝热设计以及结构强度设计方面进行了详细介绍.低温储槽采用了新型的悬挂式结构,设计中采用ANSYS分析软件,对其在冷热交变下的应力变化以及结构强度进行了模拟,实际使用效果表明,低温液氮储槽完全达到设计要求.     

宽带脉冲DC SQUID核磁共振谱仪的研制

DC SQUID NMR在研究凝聚态体系 ,尤其在研究低温下量子有序态等方面是一项非常有价值的技术。文中描述了在带有宽带电子设备的商业 DC SQUID基础上建立起宽带脉冲谱仪 ,以及马鞍形激发线圈、采集线圈和低温装置的设计 ,并测量了铂样品在 4.2 Kz温度下的 NMR信号。     

低温离心泵的二维流场数值模拟及分析

低温离心泵是使用于低温工况下的离心泵,它具有尺寸小、转速高、升压高等特点。文中使用fluent软件,对自主设计的低温泵内流体的流动情况进行了数值模拟。通过划分计算区域、选择合适的计算网格、采用合理的湍流模型和边界条件等方面的处理,得到了一种模拟值与设计值比较吻合的数值模拟方法。利用数值模拟方法真实反映了低温泵内部的复杂流动,验证了泵的传统理论设计方法对于低温工况的适用性,并为低温泵内流道的设计、改进提供了理论依据。     

低温金属抗磁演示实验

基于电磁感应定律,设计了金属跳环抗磁演示实验装置,实验可演示铜、铝、不锈钢、塑料等材料的圆环在变化螺线管磁场中因电磁感应电流而上跳的实验现象,且结合液氮低温环境演示低温下金属环的环跳,可比对两种条件下的环跳高度,拓展了电磁感应实验内容,现象直观、明显。     

低温低噪声放大器的预修正设计与实现

本文给出了一种设计低温LNA的预修正设计方法.首先按照LNA常温设计方法设计低温LNA,然后,测量出低温情况下LNA的S参数.忽略匹配网络常低温下的变化,利用软件抠除输入输出匹配网络对S参数的影响.然后,利用这个低温参数模型优化匹配网络使低温LNA各项性能均达到设计要求.最后利用这种方法设计并实现了一款频率范围0.8GHz～2.4GHz驻波小于1.5,增益大于23dB,纹波小于1,噪声小于0.5dB的低温低噪声放大器.     

S波段高灵敏度低温接收机的研制

主要介绍研制的S波段高灵敏度低温接收机,该低温接收机具有噪声温度低、动态范围大等特点,保证了系统接收灵敏度,并对设计过程进行了阐述,特别是关键技术的分析,继而给出了样品研制测试结果。在物理温度小于20K的环境下,噪声温度小于13K。     

金属电阻率测量实验的设计与研究

设计了测量金属在不同温度下的电阻率的实验装置,对低温恒温器内的样品进行测量,通过加热装置改变样品温度,获得了铝合金样品和稀土铝合金样品的电阻率随温度的变化曲线.该实验综合了低温、真空、补偿等多方面的物理概念,补充了现行大学物理实验教材中低电阻测定实验的不足.     

铜芯线缆整体导热系数的一种测量方法

根据传热学的基本原理 ,设计了真空低温环境用于一种铜芯电缆的整体导热系数的测量。介绍了试验原理及装置 ,并测量了该电缆在低温下的导热系数。对试验数据进行了分析和处理。文中介绍的低温下导热系统的测量方法可用于同类型元器件导热系数的测量     

电动汽车热泵空调系统混气特性模拟实验研究

基于低温工况下的纯电动汽车热泵空调系统,为降低排气温度、提高换热性能,分别设计了中压、低压混气热泵空调系统,并建立相应系统数学模型,模拟计算系统的排气温度、换热量等主要性能参数,并与实验数据进行对比。研究表明:相对于中压混气热泵空调系统,低压混气热泵空调系统较稳定高效,更能满足电动汽车在低温环境下的需求。     

太阳能辅助采暖在热泵型纯电动客车空调系统的应用研究

针对热泵型纯电动客车空调系统在冬季低温高湿环境下运行时,能源利用效率偏低、车外换热器容易结霜等问题,以已搭建的带低压补气的热泵型纯电动客车空调试验台为研究对象,试验研究了车外低温环境补气与不补气两种模式的制热性能。采用能耗分析软件Design Builder,模拟冬季全天日照下客车内光照得热量情况,旨在弥补系统制热量不足、能效偏低等不利影响,有助于优化纯电动客车空调系统设计及改善系统性能等提供参考依据。     

防污染的自消应力高纯度气体低温换热器的设计

该设计解决了低温工程与低温技术等领域所使用的高纯度气体介质换热的要求,具有显著的经济效益和社会效益。其换热器是由四个管壳式热交换器串联组合而成,壳体呈窄矩形,换热管采用U形换热管,四个管壳式热交换器呈方阵置放在低温换热器筒体内。低温换热器采用的材料是0Cr18N i9/304,该种材料的透气性小、耐磨损、抗腐蚀能力强和性能稳定,防止了气体被污染。另外在低温下,考虑了材料的热胀冷缩所产生的应力,使应力能够自行消除,提高了它的密封性能,最终使低温换热器密封性能好,防止了气体被污染,保证了气体的高纯度。     

真空条件下低温红外辐射测量技术研究

针对红外载荷在轨服役期间低温目标的红外辐射探测需求,提出一种真空条件下的低温红外辐射测量方案,并研制了测量装置。测量装置主要由低温红外光学系统、低温机械结构、低温红外探测系统及微弱信号处理系统构成。低温红外辐射经过光学系统会聚到探测器像面,锁相放大器利用相干检测技术将目标信号提取,完成低温红外辐射的测量。测量装置研制完成后,在真空仓内使用标准黑体辐射源,在198 K～423 K温度范围内进行了低温红外辐射定标试验,取得了有效的试验数据,测量不确定度在5%以内。该文提出的真空条件下低温红外辐射测量技术可为在轨空间红外载荷低温红外目标探测设计提供重要数据支撑。     

低温过冷测试平台冷压缩机性能的测试研究

冷压缩机具有工作温度低、尺寸小、功耗低、便于操控等特点,是大型过冷氦低温系统中的关键设备。对低温过冷测试平台的冷压缩机进行测试,方法为采用两台串联的冷压缩机在低温低压下直接抽吸饱和液氦容器,液氦容器内装有电加热器用以模拟超导磁体的热负荷,并调节氦气蒸发速率。测试表明,冷压缩机的稳定工作参数接近设计值,运行过程中冷压缩机始终保持安全运行,未出现喘振情况,液氦容器温度和压力分别达到3 K、22 kPa,满足设计要求。     

碲化铅/硫化锌红外多层滤光片的光谱漂移研究

采用碲化铅和硫化锌作为镀膜材料,研制了空间红外光学系统使用的红外多层带通滤光片。本文首次利用导纳轨迹图解技术,当在空间低温条件下使用时,对由碲化铅的折射率变化引起的光谱漂移机理进行了研究。根据多层膜各膜层间存在的光学厚度的补偿效应,建立了光谱漂移模型。并对设计的滤光片采用对分法计算了它在低温条件下波长的漂移量,计算结果与研制出的滤光片实测结果吻合很好。并成功地将研究结果应用于滤光片的设计,对原设计结果进行了准确的修正,使得最终研制的滤光片在低温下完全满足使用要求。     

基于LabVIEW的低温及真空测量系统设计

低温真空环境下超导材料的热物性参数测量是低温工程学的基础性研究内容。为了提高超导磁体热物性参数数据采集的实时性、连续性及准确性,同时实现多仪器和多数据采集的整合,设计了基于LabVIEW虚拟仪器系统的低温及真空数据采集系统,进行了相关的实验。通过对实验所采集数据的分析可知,基于LabVIEW虚拟仪器的低温真空测量系统具有稳定性好,数据采集连续、直观、准确的特点,为获得低温和真空参数的准确测量提供了一种新方法。     

BES低温系统的预设计

对中科院高能所第三代北京谱仪 (BES )螺线管磁铁低温系统的预设计进行了介绍 ,包括项目简价、BES 螺线管磁铁的基本数据、磁铁低温系统的流程组织、系统热载荷、工作模式及各关键部件的预设计结果等。