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具有快前沿的固态Marx电源的研究

强激光与粒子束 2024年第2期36卷 19-25页

作者：李东升李孜王永刚姜松饶俊峰上海理工大学机械工程学院中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

纳秒脉冲电场消融要求在100Ω负载上产生数千伏的纳秒脉冲，加快脉冲前沿有利于获得更窄的纳秒脉冲。提出了一种具有快速前沿的固态Marx发生器，在每级电路中插入一个电感，并且让放电管和充电管同时导通数十纳秒，等放电管完全开通后... 详细信息

纳秒脉冲电场消融要求在100Ω负载上产生数千伏的纳秒脉冲，加快脉冲前沿有利于获得更窄的纳秒脉冲。提出了一种具有快速前沿的固态Marx发生器，在每级电路中插入一个电感，并且让放电管和充电管同时导通数十纳秒，等放电管完全开通后，关断充电管，对负载进行放电，以消除放电管和放电回路杂散电感对脉冲前沿的限制，获得具有快前沿的高压脉冲。搭建了32级Marx样机，实验中通过调节直通时间，在100Ω的低阻负载上获得了电压上升沿35 ns、脉宽800 ns、电流186 A的高压脉冲。对比并分析了充电管和放电管直通时间对上升沿的影响，发现直通时间越长，脉冲电流的前沿越快。输出端的峰值电流最大可达186 A。表明该脉冲电压源可以有效地提高电流的输出，提高系统带载能力。该方案相比于传统的改进方法，提高了系统抗干扰能力的同时，也减少了所使用开关管的数量，降低了脉冲电源的成本。

关键词：全固态Marx发生器大电流方波脉冲上升沿

分枝菌酸小杆菌不同生长周期磷酸化蛋白质定量表达比较研究

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生物工程学报 2024年

作者：徐丹洋高媛施佳辉姜松昊薛宇张瑶华中科技大学生命科学与技术学院南京农业大学园艺学院中心实验室军事科学院军事医学研究院中国医学科学院蛋白质组学与药物研发新技术创新单元国家蛋白质科学中心(北京)北京蛋白质组研究中心医学蛋白质组全国重点实验室

蛋白质磷酸化修饰在结核病致病菌—结核分枝杆菌中扮演重要角色，有望成为抗结核药的新靶点。本研究以结核分枝杆菌近源菌—分枝菌酸小杆菌为研究对象，分析其在不同生长时期的磷酸化蛋白质。从分枝菌酸小杆菌对数期和平台期样品中共鉴... 详细信息

蛋白质磷酸化修饰在结核病致病菌—结核分枝杆菌中扮演重要角色，有望成为抗结核药的新靶点。本研究以结核分枝杆菌近源菌—分枝菌酸小杆菌为研究对象，分析其在不同生长时期的磷酸化蛋白质。从分枝菌酸小杆菌对数期和平台期样品中共鉴定并定量来自385个蛋白质的573磷酸化肽段和816个磷酸化位点，构建了分枝菌酸小杆菌不同生长期的磷酸化蛋白质组数据集。之后定量比较了该菌在对数期和平台期显著差异表达的磷酸化蛋白质，经选择性离子检测（selected ion monitor， SIM）验证了68个上调磷酸化蛋白质，主要参与细胞增殖和蛋白质翻译等通路；69个下调磷酸化蛋白质，主要参与三羧酸循环的通路。差异磷酸化蛋白质在细菌生长、增殖等重要生命活动过程显著富集，为分枝菌酸小杆菌和结核分枝杆菌蛋白质磷酸化功能的揭示提供了蛋白质组学数据支撑。

关键词：分枝菌酸小杆菌定量磷酸化蛋白质组细胞延长细胞分裂

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基于半桥结构的双极性脉冲电源的研究

强激光与粒子束 2024年第2期36卷 28-34页

作者：潘英进熊奕鸣李孜姜松饶俊峰上海理工大学机械工程学院上海200093 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163 国网物资有限公司北京100120

为了满足脉冲电场消融的应用需求,解决单极性脉冲电场分布不均匀的问题,研制了一台基于半桥结构的主电路、具有纳秒级前沿的高重复频率双极性亚微秒高压脉冲电源。该脉冲电源由FPGA提供控制信号,经过驱动芯片放大控制信号后,利用光耦隔... 详细信息

为了满足脉冲电场消融的应用需求,解决单极性脉冲电场分布不均匀的问题,研制了一台基于半桥结构的主电路、具有纳秒级前沿的高重复频率双极性亚微秒高压脉冲电源。该脉冲电源由FPGA提供控制信号,经过驱动芯片放大控制信号后,利用光耦隔离驱动多个SiC MOSFET。驱动电路所需元器件较少,信号控制时序简单,可提供负压偏置,使开关管可靠关断,提高了电路的抗电磁干扰能力,使电源能稳定运行。通过电阻负载实验,对比分析了不同栅极电阻对驱动电压的影响,驱动电压上升沿时间越短对应的双极性高压脉冲前沿越快。实验结果表明:所设计的高频双极性脉冲电源在100Ω纯阻性负载上能够稳定产生重复频率双极性纳秒脉冲,输出电压0~±4 kV可调,脉宽0.2~1.0μs可调,正负脉冲相间延时0~1 ms可调,上升沿和下降沿60~150 ns之间。该双极性脉冲电源电路设计结构紧凑,能满足应用的参数需求。

关键词：双极性脉冲脉冲电源高重复频率功率MOSFET 光耦隔离

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带反偏置的双路高压脉冲电源的研究

强激光与粒子束 2024年第3期36卷 134-141页

作者：李孜张迪姜松王永刚饶俊峰上海理工大学机械工程学院上海200093 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个... 详细信息

通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个充电源便可以产生正负两路脉冲电场。分析了串联开关同步驱动效果,随后通过增加补偿绕组和并联电阻优化了串联电容的分压不均的问题,并验证一个磁芯加多个副边绕组的方案可进一步降低充电电压不均。最终实现了4个电容器的充电电压与平均电压相差不超过0.1%。搭建了一台4级的电源样机,实验表明,其可以在容性负载上产生一路幅值为0~1.5 kV、脉宽为2~10μs可调的高压正脉冲且叠加幅值为0~-200 V的反向偏置电压,和一路幅值为0~-1.5 kV、脉宽为2~10μs可调的高压负脉冲,频率高达10 kHz,正负脉冲的前沿均小于30 ns,脉冲波形平稳。该脉冲电源结构紧凑,并且输出电压、脉宽、频率均连续可调。

关键词：高压脉冲电源脉冲发生器脉冲电场方波脉冲谐振充电

中空碳球负载的铁镍双单原子催化剂用于高性能锂硫电池研究

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煤炭转化 2024年

作者：任小敏姜松韩雨张以沫李佳祚刘岳峰大连交通大学环境与化学工程学院中国科学院大连化学物理研究所

锂硫电池（LSBs）是一种基于多电子的转化反应机制的新型锂离子二次电池，具有能量密度高、环境友好、成本低廉的优点。然而，多硫化物的穿梭现象和缓慢的硫正极反应动力学限制了LSBs的实用性。本研究设计了一种空心碳球负载的铁镍双金... 详细信息

锂硫电池（LSBs）是一种基于多电子的转化反应机制的新型锂离子二次电池，具有能量密度高、环境友好、成本低廉的优点。然而，多硫化物的穿梭现象和缓慢的硫正极反应动力学限制了LSBs的实用性。本研究设计了一种空心碳球负载的铁镍双金属单原子（NiFe-HCS）催化剂用作高效的硫载体纳米反应器。NiFe-HCS具有高比表面，可以实现高的硫载量，并且其空腔结构可以缓冲硫的体积膨胀。原子级NiFe提供了丰富的化学吸附位点，不仅能够通过强的物理束缚和化学吸附能力抑制多硫化物的溶解和扩散，而且能够提高硫的利用率，促进多硫化物的反应还原动力学，有效地提高其催化转化效率。因此，基于NiFe-HCS纳米反应器的LSBs实现了高比容量、高倍率性能和超长的循环稳定性，在2 C电流密度下初始的放电容量为1002 mAh/g，经过500次循环容量保持率为94%，并且在8 C下表现出了优异的高倍率性能，容量为932 mAh/g，显示了此纳米反应器在高能量密度锂硫电池中的巨大应用潜力。

关键词：双单原子锂硫电池中空碳球纳米反应器高能量密度

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一种紧凑型固态Marx发生器的研究

强激光与粒子束 2024年第2期36卷 35-41页

作者：姚皓伟李孜王永刚姜松饶俊峰上海理工大学机械工程学院上海200093 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

提出利用P型开关作为充电管、N型开关作为放电管串联形成半桥结构,将其门极也短接,以同一个信号同时驱动充电管和放电管。再利用共原边的串心磁环驱动方案,只需一个半桥电路就可以从原边同时传递驱动功率和信号,同步驱动所有充电管和放... 详细信息

提出利用P型开关作为充电管、N型开关作为放电管串联形成半桥结构,将其门极也短接,以同一个信号同时驱动充电管和放电管。再利用共原边的串心磁环驱动方案,只需一个半桥电路就可以从原边同时传递驱动功率和信号,同步驱动所有充电管和放电管,大幅简化了脉冲电源结构和尺寸,降低了成本。以此搭建了24级固态Marx发生器,在10 kΩ阻性负载上,获得了10 kV、1 kHz、5μs的高压方波脉冲,验证了方案的可行性,该电源主电路的尺寸仅为20 cm(长)×13 cm(宽)×5.5 cm(高)。

关键词：脉冲电源 Marx发生器高压脉冲同步驱动方波脉冲

具有负压关断的MOSFET栅极快速驱动电路设计

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强激光与粒子束 2024年第8期36卷 124-130页

作者：殷亚昆段章超王永刚姜松李孜上海理工大学机械工程学院上海200093 国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂河北唐山064309

设计了一款用于全固态Marx发生器的半导体开关驱动电路。该驱动电路输出侧采用储能电容与P-N双MOSFET管结构,可完成对固态Marx脉冲发生器功率回路开关管快速同步的导通关断控制,并具有死区时间调节与负压关断功能。此外,该驱动电路配合... 详细信息

设计了一款用于全固态Marx发生器的半导体开关驱动电路。该驱动电路输出侧采用储能电容与P-N双MOSFET管结构,可完成对固态Marx脉冲发生器功率回路开关管快速同步的导通关断控制,并具有死区时间调节与负压关断功能。此外,该驱动电路配合串芯磁环二次侧反向接线方案,可实现用同一信号对功率回路充、放电两路开关管的控制。实验证明,采用该款驱动电路的半桥型全固态Marx脉冲发生器可稳定输出幅值24 kV的脉冲方波,输出脉宽可在300 ns~10μs之间自由调节,上升沿和下降沿均在40 ns以内。

关键词：固态Marx驱动电路负压偏置快速导通纳秒脉冲