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基于全桥半桥切换LLC谐振变换器的霍尔电源设计

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电子技术应用 2025年第2期51卷 108-113页

作者：徐霆豪王少宁刘澳慧兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000

针对深空探测等空间任务电推力器高输入电压的需求,设计出一种适用于霍尔电推进系统的电源处理单元,对LLC谐振变换器对半桥全桥动态拓扑切换和软启动进行研究,实现高效率、宽范围的输出。通过建立LLC谐振变换器的基波模型,分析频率与增... 详细信息

针对深空探测等空间任务电推力器高输入电压的需求,设计出一种适用于霍尔电推进系统的电源处理单元,对LLC谐振变换器对半桥全桥动态拓扑切换和软启动进行研究,实现高效率、宽范围的输出。通过建立LLC谐振变换器的基波模型,分析频率与增益的特性曲线,K值和Q值的选值,实现变频率控制输出电压,并设计基于同时变频和变占空比的低尖峰全桥半桥切换模式。同时为满足电推进所需的软启动功能,根据移相全桥软启动设计出基于改变LLC谐振变换器MOSFET移相角的分段线性的软启动模式。为了验证设计性能,设计了一款5 kW的全数字样机,输入400 V输出200~1000 V,能够实现LLC谐振变换器宽范围、高效率的输出。

关键词：电源处理单元 LLC谐振变换器全桥半桥切换数字控制软启动

基于双环控制的高频LLC谐振变换器的空间电源设计

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电子技术应用 2025年第2期51卷 97-101页

作者：刘澳慧王少宁徐霆豪兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000

研究了基于双环控制的高频LLC谐振电路在电推进二次电源中的应用。给出选定的LLC谐振转换器拓扑的设计过程,并进行了详细的讨论。所使用的功率开关管在高频操作的情况下原边采用软开关技术,副边利用同步整流技术可以显著减少开关损耗。... 详细信息

研究了基于双环控制的高频LLC谐振电路在电推进二次电源中的应用。给出选定的LLC谐振转换器拓扑的设计过程,并进行了详细的讨论。所使用的功率开关管在高频操作的情况下原边采用软开关技术,副边利用同步整流技术可以显著减少开关损耗。对谐振转换器——LLC拓扑结构进行了深入的分析,采用脉宽调制(PFM)代替传统的脉宽调制(PWM)。同时,提出一种电压-电流的双环控制的方案,能够在负载变化和电压变化的范围内恒压操作。最后,仿真结果表明,所提出的电源变换器在较宽输入电压和不同负载阶跃下内都能获得恒定电压,并且控制器的功能和性能良好。

关键词： LLC谐振变换同步整流小信号分析双环控制

真空腔室气锁结构对碳传输与碳沉积抑制作用的实验研究

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真空科学与技术学报 2025年

作者：郝明张雨豪滕帅刘佳兴巴要帅张虎忠谢元华刘坤东北大学机械工程与自动化学院兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室

极紫外光刻技术是目前最先进的半导体制造工艺之一，而在工艺过程中，由于材料放气、光致物理化学反应等，产生的碳氢化合物和水蒸气等会进入到投影腔室，进一步在多层反射镜表面形成碳沉积，大幅影响产品质量同时增加了零部件的更换维... 详细信息

极紫外光刻技术是目前最先进的半导体制造工艺之一，而在工艺过程中，由于材料放气、光致物理化学反应等，产生的碳氢化合物和水蒸气等会进入到投影腔室，进一步在多层反射镜表面形成碳沉积，大幅影响产品质量同时增加了零部件的更换维修成本。采用气锁结构引入清洁气体能够有效地缓解污染源的扩散过程，是目前可行的技术手段。本文通过仿真和正交模拟实验的方法，对不同气锁结构下，清洁气体和污染气体的流量、温度开展研究，得到了不同工艺条件下气锁对污染气体的抑制率参数。研究结论为气锁结构的设计和工艺试验的参数选取提供了数值基础，也预期能够为同类型真空环境下的污染源控制手段提供技术思路。

关键词：极紫外光刻清洁技术气锁真空环境

基于碳纳米管的Janus太阳能界面蒸发体性能

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浙江大学学报(工学版) 2025年第2期59卷 384-393页

作者：葛洪宇方震华姜俊南安锦涛刘晓华大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室辽宁大连116024 兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000

提出基于多壁碳纳米管的Janus结构太阳能界面蒸发体的制备方法,将多壁碳纳米管(MWCNTs)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚乙烯醇(PVA)海绵进行组合,只需要喷涂工艺,即可获得上层疏水、下层亲水的Janus结构太阳能界面蒸发体,针对该蒸发体开展... 详细信息

提出基于多壁碳纳米管的Janus结构太阳能界面蒸发体的制备方法,将多壁碳纳米管(MWCNTs)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚乙烯醇(PVA)海绵进行组合,只需要喷涂工艺,即可获得上层疏水、下层亲水的Janus结构太阳能界面蒸发体,针对该蒸发体开展吸水性、自漂浮性、光热转换性能、蒸发性能及抗盐性能的实验研究.研究结果表明,与其他浓度相比,碳纳米管质量浓度为2.0 mg/mL的蒸发体的蒸发性能最佳,具备良好的吸水性能、自漂浮性能及抗盐性能.在辐照度为1 kW/m^(2)的光照条件下,最大蒸发速率达到1.79 kg/(m^(2)·h),为无蒸发体的容积式蒸发速率的3.9倍.当料液质量分数为3.5%时,连续蒸发10 h后的蒸发界面无盐晶体析出,蒸发速率最高为1.68 kg/(m^(2)·h).

关键词：太阳能界面蒸发光热转换碳纳米管蒸发速率

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主编按语

真空与低温 2025年第1期 112-113页

作者：李得天中国工程院院士国际宇航科学院兰州空间技术物理研究所真空技术与物理国防科技重点实验室

1914年，美国人戈达德和前苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了电推进的概念。一百多年来，在世界航天技术先进国家推动下，电推进从技术研究、产品开发到空间全面应用，取得了辉煌成就。1974年，兰州空间技术物理研究所（即航天五院510所...

1914年，美国人戈达德和前苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了电推进的概念。一百多年来，在世界航天技术先进国家推动下，电推进从技术研究、产品开发到空间全面应用，取得了辉煌成就。1974年，兰州空间技术物理研究所（即航天五院510所）根据原七机部73计规字第283号文的批示，在国内率先开展了电火箭（电推进）系统的研究。1986年，510所成功研制出我国首台汞离子电推进工程样机，达到国际先进水平，1988年荣获国家科技进步一等奖。

关键词：

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空间太阳电池阵应变规律研究

物理学报 2021年第19期70卷 331-337页

作者：殷茂淑杨广王训春范斌姜德鹏杨洪东上海空间电源研究所物理电源事业部上海200245

空间太阳电池阵是卫星的唯一供电来源,其在轨服役期间所受的力学作用将直接影响卫星的正常工作,因此研究空间太阳电池阵的应力应变规律具有重要意义.本文自主研制了空间太阳电池阵应变测试系统,该系统可监测空间太阳电池阵在模拟真空热... 详细信息

空间太阳电池阵是卫星的唯一供电来源,其在轨服役期间所受的力学作用将直接影响卫星的正常工作,因此研究空间太阳电池阵的应力应变规律具有重要意义.本文自主研制了空间太阳电池阵应变测试系统,该系统可监测空间太阳电池阵在模拟真空热循环温度场环境下的应变规律.研究结果表明,空间太阳电池阵在高温发生压缩形变,低温发生拉伸形变.相同测试条件自由电池和粘接电池最大应变总量分别为1270和1320με.此外,空间太阳电池片中心区域应变值比边缘区域高113%.空间太阳电池片断裂应变值为2080με.本研究为空间太阳电池阵抗力学性能研究提供了技术支撑.

关键词：空间太阳电池阵应变热真空实验

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脉冲等离子体推力器电源处理单元技术研究

推进技术 2019年第6期40卷 1433-1440页

作者：徐友慧王少宁陈昶文任海玢徐恒通兰州空间技术物理研究所

为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命,采用理论计算和地面试验的方法,设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元,其放电点火电路是基于LC振荡电路,且对放电点火电路的性能、... 详细信息

为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命,采用理论计算和地面试验的方法,设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元,其放电点火电路是基于LC振荡电路,且对放电点火电路的性能、开关管的电流应力和整个电源处理单元的稳定可靠性进行了研究。结果表明:LC振荡放电点火电路中,开关器件的电流应力较小,提高了整个电路的可靠性;该放电点火电路在输入电压800V时,点火电流的峰值可达到100A^150A,这种大电流放电有助于清除火花塞表面的积碳。

关键词：脉冲等离子体推力器电推进系统电源处理单元放电点火电路 LC振荡电路

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超大功率电推进电源处理单元关键技术研究

推进技术 2022年第10期43卷 477-483页

作者：王少宁王润福陈昶文张余强兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000

针对深空探测等空间任务对超大功率(10~100kW)电推进系统的需求,通过对国内外超大功率电推进技术的调研,提出了一种50kW超大功率霍尔电推进系统电源处理单元(Power processing unit,PPU)设计方案,重点对核心的阳极电源关键技术进行研究... 详细信息

针对深空探测等空间任务对超大功率(10~100kW)电推进系统的需求,通过对国内外超大功率电推进技术的调研,提出了一种50kW超大功率霍尔电推进系统电源处理单元(Power processing unit,PPU)设计方案,重点对核心的阳极电源关键技术进行研究,提出了四管Buck-Boost变换器和三相LLC谐振变换器级联的设计方案。

关键词：超大功率电推进霍尔推力器电源处理单元谐振变换器

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5kW离子电推进大功率屏栅电源的设计研究

推进技术 2022年第3期43卷 368-376页

作者：陈昶文张保平王少宁武荣兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000

针对航天器用5kW离子电推力器核心供电模块屏栅电源的技术需求,采用移相全桥技术设计了低电压输入高电压输出的大功率屏栅电源模块。对比分析了零电压开关ZVS和零电压零电流开关ZVZCS两种移相全桥方案后,得出ZVZCS更适合于电推进屏栅电... 详细信息

针对航天器用5kW离子电推力器核心供电模块屏栅电源的技术需求,采用移相全桥技术设计了低电压输入高电压输出的大功率屏栅电源模块。对比分析了零电压开关ZVS和零电压零电流开关ZVZCS两种移相全桥方案后,得出ZVZCS更适合于电推进屏栅电源的设计。提出了ZVZCS移相全桥变换器CDD无损缓冲电路中辅助电容的设计方法,论述了屏栅电源功率级和控制电路的设计过程。通过实物产品验证表明:采用ZVZCS移相全桥技术设计的屏栅电源模块能在较宽的负载范围内实现超前桥臂和滞后桥臂的软开关,提高了变换器的效率;采用CDD无损缓冲电路能辅助实现滞后桥臂的零电流关断,降低原边电流的损耗,同时降低高压整流管的电压应力。在具备完善的输入滤波、浪涌抑制及母线开关等功能以后,最大功率下效率>95%。

关键词：离子电推进电源处理单元高电压大功率移相全桥屏栅电源