大功率光电参数分选测试仪

UT673PV专为光伏组件的功率和性能测试而设计，拥有光伏最大功率跟踪点测试能力，能同时显示多个参数，包括光伏组件的最大功率(Pmax)、峰值功率电压(Vmp)、峰值功率电流(Imp)、开路电压(Voc)及短路电流(Isc)等，从而帮助用户快速判断光伏组件的故障情况。此外，它还具有800W最大功率测试能力，可满足行业头部企业对于大功率双玻组件的测试需求。除了强大的功能，UT673PV还有许多令人惊喜的创新设计。其采用独特的MC4测试线连接方式，使得测量过程简洁方便。另一个特别之处在于它无需使用电池供电，而是通过光伏面板直接供电。这一设计不仅提高了测量的准确性，还大大降低了维护成本和对环境的影响。与此同时，产品还通过了CE(EMC、LVD)、cETLuS、RoHS认证，确保了UT673PV在安全性和可靠性方面的优异表现，让用户在使用过程中更加放心……以上种种功能与特点的加持，使其广泛应用于光伏面板生产、销售、验收、安装及维护等检测。产品特点√ 光伏最大功率跟踪点测试：最大功率(Pmax)、峰值功率电压(Vmp)、峰值功率电流(Imp)、开路电压(Voc)、短路电流(Isc)同时显示，快速判断光伏组件故障情况√ 800W最大功率测试，满足行业头部企业大功率双玻组件测试√ 体积小巧，手掌大小，方便携带√ MC4 测试线连接，测量方便可靠√ 无需电池供电，光伏面板直接供电√ CE(EMC、LVD)，cETLus，roHS认证，测量安全可靠√ 产品适用于光伏面板生产、销售、验收、安装、维护检测技术指标

我国云南楚雄拥有优越的自然生态资源，经济发展急需清洁能源支持。近日，京仪绿能公司和裕昆新能源在北京签约，京仪绿能中标裕昆新能源的云南楚雄4MW光伏电站的EPC总包服务，助力楚雄彝族自治州绿色发展。项目将应用京仪绿能自主知识产权JYNB-250KHE高效250kW光伏逆变器。 　　据介绍，太阳能电池产生的直流电必须通过逆变器转化成交流电才能用于民用和生产，转化过程中不可避免要损失一部分能源。大功率光伏逆变器占系统成本10%—15%，逆变器的能源转化效率决定了光伏发电系统投资回报率。目前国外龙头企业SMA占据该领域44%的市场份额，国内多数光伏企业依赖进口，进一步增加了本已高昂的发电成本。 　　今天举行的签约仪式上，京仪绿能自主知识产权JYNB-500KHE大功率高效500kW逆变器首次亮相，公司副总经理黄晓红表示，今年6月，该逆变器通过国家“金太阳”认证，包括环境测试、EMC测试、性能测试等。经检测最高转换效率为98.8%，居我国光伏太阳能行业首位。逆变器采用模块化设计理念，具有功率密度比高，结构紧凑、方便更换维护的竞争优势；其效率高、效率曲线陡峭，在国内已经发布的产品中优势明显；在进行暗室辐射和辐射抗干扰度测试等EMC测试中均一次性顺利通过，并且参数远低于行业标准。

记者日前从中科院电工所获悉，由该所太阳能热发电实验室承担研制的大功率太阳炉聚光器近日在宁夏惠安堡镇竣工，其成功研制表明我国科研工作者已掌握了大型高精度聚光器的核心技术和制作工艺。 　　“太阳能聚集供热方法的研究及成套设备的开发”是国家“973”项目和“863”太阳能制氢课题子课题。大功率太阳炉聚光器经过近3年的研制，各项技术参数经过精心调试，已达到合同要求，并在太阳能制氢试验试运行中产出氢气。 　　据介绍，该太阳炉系统由3个平整度为1毫米的120平方米的正方形定日镜、跟踪控制系统、300平方米大型高精度抛面聚光器、太阳炉和制氢系统组成。其中，定日镜边长11米，成三角形排列，后面一座高出前面两座1.8米。聚光器为旋转抛物面，旋转轴与地面平行，距地3米。根据惯例，太阳直射辐射按照1000瓦/平方米计算，该太阳炉的总功率是0.3兆瓦。此套系统是我国自主研发的第一台大功率太阳炉聚光器，总聚光面积300平方米，跟踪精度好于1毫弧度，峰值能流密度设计值高达10兆瓦/平方米。该太阳炉的热功率在世界排名第三，前两位分别位于法国的科学研究中心(CNRS)和乌兹别克斯坦物理研究所内。 　　该系统通过将平面定日镜作为反射器把太阳光反射到对面的抛面聚光器上，经过抛面聚光器聚焦至焦点位置的太阳炉中心处，中心高温高达约3000℃，可在氧化气氛和高温下对试验样品进行观察，不受燃料产物的干扰。目前，该系统平台与西安交通大学的反应器接口已经成功产出氢气。

项目编号：0809-2341HGG14028项目名称：华南理工大学大功率激光白光与近红外光源测试系统采购项目预算金额：200.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：200.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1大功率激光白光与近红外光源测试系统1套具体详见采购需求200.00本项目（大功率激光白光与近红外光源测试系统）只允许采购本国产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为： 工业 合同履行期限：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用。交付地点:华南理工大学五山校区。本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：华南理工大学地址：广州市天河区五山路381号联系方式：文老师020-871129622.采购代理机构信息名称：广东华伦招标有限公司地址：广州市越秀区广仁路1号广仁大厦7楼联系方式：何工020-83172166-823（电邮：hualunsibu@163.com）3.项目联系方式项目联系人：何工电话：020-83172166-823

全国大功率激光器应用分技术委员会在武汉成立 　　曾被国外垄断的大功率激光器技术，通过技术标准创新，现已转化为我国具有完全自主知识产权的尖端产品。11月11日，全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会大功率激光器应用分技术委员会，在湖北武汉东湖国家自主创新示范区成立。 　　大功率激光器是激光产业的高端核心技术。30年来，我国对大功率气体激光器、大功率固体激光器、高功率激光传输聚焦加工系统、大功率激光加工工艺等，实行了引进、吸收和消化，逐步开发出各种大功率的激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理的成套设备。随着这些高新技术的广泛应用，使钢铁、汽车、能源、电子、船舶等支柱产业的技术能力和制造水平得到迅速提升。 　　然而，与美国、欧盟、日本等国相比，目前我国在大功率激光器的制造水平和应用规模上，尚处在初级研制或小规模生产阶段，尤其是高端的大功率激光器与激光加工成套设备几乎全部依赖国外进口。究其原因，主要是我国的大功率激光器尚未达到生产标准化，难以保证产品质量和提高技术档次，同时也限制了发展规模。因此，大功率激光器应用专业的标准研制，是促进我国激光产业科学发展的攻关大课题。 　　近几年来，武汉华工激光工程有限公司旗下的科威晶激光技术有限公司，在引进生产大功率激光器的过程中，借助武汉华工激光工程有限公司的自主研发和标准创新，成功地开发出4000瓦轴快流二氧化碳激光器。这项拥有完全知识产权的大功率激光器，入选国家重点新产品计划，今年产销量可望达到120台。从此，国产大功率激光器实现了规模化量产，跻身于世界大功率激光器7大生产企业。 　　武汉华工激光工程有限公司自主制定的大功率激光器生产标准，达到了国外先进水平。自2008年开始，湖北省和武汉市的质监部门积极支持该公司筹备激光领域的国家级标准化分技术委员会，以此提高我国大功率激光器应用专业的整体水平，缩短与国际先进水平的差距。经国家标准化管理委员会批准，由武汉华工激光工程有限公司申办的全国光辐射和激光设备标准化技术委员会大功率激光器应用分技术委员会，正式落户武汉东湖国家自主创新示范区。 　　在全国大功率激光器应用分技术委员会一届一次工作会议上，确定北京工业大学激光工程研究院院长左铁钏等25位专家担任该委员会委员，武汉华工激光工程有限公司为该委员会秘书处承担单位。 　　据了解，作为我国激光领域的首个国家级标准化分技术委员会，将站在行业发展的战略高度，对国内外大功率激光器应用加工设备的相关标准进行对比分析 组织编制大功率激光器应用的标准体系，制定大功率激光器应用技术和安全辐射等基础标准。

我国大功率激光器单个产品，技术与国际同步，但成套设备技术水平与国际有不小差距，原因何在？11月11日，在“全国大功率激光器应用分技术委员会”成立大会上，该委员会副主任委员、华工激光总经理闵大勇指出，主因是国内大功率激光器没有实现产品标准化。 　　激光器是激光产业上游核心产品，对下游激光装备及应用起决定性作用，地位类似于汽车发动机。国际大功率激光器产品严格按照一整套标准生产，保证了成套设备的安全、可靠与稳定性。而国内大功率激光器没有统一的标准，多数企业按自己的理解生产。产品“个性化”的直接后果就是，产品档次和质量难以保证，我国大量高端激光焊接、切割设备配置的大功率激光器与激光加工成套设备几乎全部依赖进口，其中80%以上被德国、美国等控制。 　　全国大功率激光器应用分技术委员会将编制我国标准体系，华工激光领衔标准制定。

从中国科学院长春光学精密机械与物理研究所了解到，由该所研究员王立军带领的课题组攻克了大功率半导体激光器关键核心技术，成功开发出千瓦量级、高光束质量、小型化的各种半导体激光光源，并将成为工业激光加工领域的新一代换代产品。 　　王立军对记者说，大功率半导体激光器是激光加工、激光医疗、激光显示等领域的核心光源和支撑技术之一。由于西方发达国家掌控着大功率半导体激光器关键核心技术，长期以来，我国工业用激光加工设备不得不依赖进口。 　　王立军介绍说，他们的团队历经数年努力，通过激光光束整形、激光合束等关键技术，实现了高光束质量半导体激光大功率输出。 　　据了解，日前由王立军团队承担的这项研究——“高密度集成、高光束质量激光合束高功率半导体激光关键技术及应用”荣获了2011年度国家技术发明奖二等奖。项目组已经开始与一汽集团和北车集团接洽，尝试将这项技术应用于汽车制造等领域。

近日，由中科院高能所和湖北汉光科技公司共同研制的2998MHz速调管批量中标武汉大学先进光源项目1.0 GeV电子直线加速器采购项目，标志着国产大功率速调管将批量应用于大型科研装置上，推广应用取得重大突破，为推动国产大功率速调管做大做强具有重要意义。该速调管是在陈和生院士工作站和大功率速调管合作研发基地平台的支持下，基于北京正负电子对撞机直线加速器用国产2856MHz速调管设计和运行经验，以周祖圣研究员为主的速调管研究团队负责设计、研发，湖北汉光科技股份有限公司负责加工制造，首支样管于2019年6月完成加工制造，并通过专家组测试验收，各项指标达到国际同类产品水平。速调管是超高真空微波功率放大器件，是加速器的主要设备，我国现正在运行的大型加速器科研装置所使用的大功率速调管大部分为进口。团队将以此为基础，再接再厉，攻坚克难，继续推动国产速调管的研发和更广泛应用，突破国产化关键技术，一方面满足国内科研、高技术产业的需求，同时带动相关高技术产业的发展。国产2998MHz速调管

近日，受科技部委托，吉林省科技厅组织召开了大功率激光器技术研究国际科技合作项目验收会，邀请了北京、黑龙江、山东等省专家组成专家组，对项目进行了验收。专家组认为，该项目通过与俄罗斯知名院所合作创新，突破了千瓦级大功率激光器多项关键技术 在国内首次开发出连续输出千瓦级高效节能半导体激光加工机光源 实现了百瓦级质量激光输出。该项成果已在工业、医疗等重要领域获得了应用，取得了显著经济社会效益，并获国家科技进步二等奖。通过项目的实施，研究小组与俄罗斯合作方建立了长期稳定的合作机制，形成了良好的国际科技合作与交流环境，拓宽了合作渠道。

大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5（蔡司专用）专为国际知名光学品牌蔡司显微镜而造，兼容蔡司2021年明星产品 Axioscope5/ Axioscope7两款型号，共同实现高品质的荧光成像效果。长寿命的LED光源和高品质荧光滤光组是高品质荧光成像的保证。有单色荧光、双色荧光及多色荧光等多种配置方案可选。采用大功率LED光源，集成模块化设计专利产品，荧光通道一键切换，快速响应。前方位拨动滑块切换荧光通道光源和荧光滤光片组联动，一键切换，操作顺畅。采用高品质荧光滤片组，OD值6,高信噪比；多种波段可选，应用于多种领域的荧光检测。LED即开即用，开机无须预热 使用寿命长，人工维护成本低；可通过电源适配器实时显示荧光亮度情况，实现荧光强度精准控制。荧光滤色片:紫外通道:UV: BP360/50nm FT:415nm BP:460/50nm蓝色通道:B : BP477/35nm FT:505nm BP:530/40nm绿色通道:G : BP540/25nm FT:565nm BP: 605/55nm最多可搭配3组滤光片和保留一组明场观察通道荧光光源:标配大功率LED光源，寿命20000小时以上电源箱:亮度连续可调，可数显强度，额定电压/电流:AC100-240V 50/60Hz0.3A匹配显微镜:Zeiss Axioscope 5/ Axioscope 7可选荧光滤色片组:紫外通道:uV: BP360/50nm FT: 410nm LP:420nm蓝色通道:B : BP477/35nm FT:505nm LP:510nm绿色通道:G : BP540/25nm FT:570nm LP:575nm紫色通道:V :BP405/10nm FT:455nm LP:460nm黄色通道:Y : BP562/40nm FT:593nm BP:640/70nm红色通道:R : BP635/30nm FT: 660nm BP: 710/80nm医疗检测应用：真菌结核杆菌呼吸道七联检，呼吸道病毒妇科检查 滴虫脑炎CTC大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5（蔡司专用）专为国际知名光学品牌蔡司显微镜而造，兼容蔡司2021年明星产品 Axioscope5/ Axioscope7两款型号，共同实现高品质的荧光成像效果。长寿命的LED光源和高品质荧光滤光组是高品质荧光成像的保证。有单色荧光、双色荧光及多色荧光等多种配置方案可选。如果您对大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5（蔡司专用）感兴趣，欢迎您的咨询！产品彩页：大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5（蔡司专用）

截至3月20日，在曙采超稠油蒸汽驱杜84-33-69井现场，辽河油田采油工艺研究院井下大功率电加热提干装置，自1月11日成功投运，已连续平稳运行70天，加热功率突破1兆瓦，在每小时5.5吨的注汽速度下，井底蒸汽干度提高36%。超稠油蒸汽驱杜84-33-69井现场这标志着世界首台套1兆瓦井下大功率电加热蒸汽提干装置试验成功，迈出了辽河油田实现能耗及碳排总量双控降的坚实一步，在国内外稠油热采领域开辟出一条崭新的绿电消纳、降碳减排之路。研究背景作为国内陆上最大的稠油生产基地，辽河油田主要通过蒸汽锅炉实现注蒸汽热采开发，期间产生的热损失会极大增加能耗和碳排放量，严重制约油田绿色低碳转型发展。油田生产现场为实现国家“碳达峰、碳中和”目标，辽河油田围绕集团公司“清洁替代、战略接替、绿色转型”发展战略，加大清洁能源替代和控碳减碳力度，油田公司加大了井下大功率电加热技术攻关力度，按照 400千瓦、1兆瓦、3兆瓦“三步走”战略部署开展技术攻关与应用，助力辽河油田实现绿色转型发展。井下大功率电加热技术采油院企业高级专家张福兴表示：“以往稠油注汽都是在井口烧天然气，这套装置通过电加热器实现井口内外转换，可以在井下对蒸汽进行二次加热，相当于一个地下的清洁锅炉，大大提高了加热效率，可以通过降低锅炉出口干度的方式减少天然气用量，与此同时通过电加热达到提升井底蒸汽干度的效果。”井下大功率电加热技术工作原理看似简单，但每次技术升级难度极大。十三年的攻关历程，才带来了井下大功率电加热技术的成功突破。2011年：率先研发出150千瓦、450℃电点火装备，在多个油田推广应用90余井次，增油降本效果显著。2021年：成功研发出国内领先的400千瓦井下大功率电加热提干技术。2022年：着手研究1兆瓦井下大功率电加热技术。2023年：成功研发出世界首台套1兆瓦井下大功率蒸汽提干装置。从400千瓦到1兆瓦，意味着什么？张福兴表示，这是革命性、颠覆性的突破。科研人员多次深入现场在没有任何成熟经验借鉴参考下，科研团队通过成百上千次理论计算、仿真模拟及室内试验，历时15个月研发，成功突破450℃高温、4千伏高电压绝缘、每米5000瓦高功率密度、外径38毫米极限预制工艺、井口长期高温高压密封技术等7大行业性难题，总体技术达到国际领先水平。项目组计划在深层SAGD、超稠油蒸汽驱开展包括杜84-33-69井在内的3口井先导试验3年，试验期内预计总节约天然气36.75万方，累增油1.2万吨。下一步，项目组将依托集团公司科技专项《稠油大幅度提高采收率关键技术研究》及板块公司先导试验项目《稠油开发井下大功率电加热技术研究与试验方案》，推动传统地面燃气锅炉向新型井下清洁蒸汽发生器转变，在规模推广1兆瓦大功率电加热技术的基础上，加快攻克3兆瓦井下蒸汽发生技术，全面提升电气化率，完成能耗结构调整、实现绿色转型发展。到2030年，井下大功率电加热技术将在辽河油田超稠油蒸汽驱、深层SAGD等领域实现规模应用。从世界首座电热熔盐储能注汽试验站到世界首台套1兆瓦井下大功率电加热蒸汽提干装置，永攀科研高峰的辽河人不惧失败不畏挑战再次攻克难关创造奇迹。

近日，由中国科学院理化技术研究所和华南理工大学牵头承担的国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项大功率激光材料与器件方向技术研讨会在中国科学院上海硅酸盐研究所召开。科学技术部高技术研究发展中心材料处处长史冬梅、重点专项主管杨斌，项目责任专家中国科学院光电研究院副院长樊仲维、西南技术物理研究所余丽波研究员，项目负责人中国科学院理化技术研究所胡章贵研究员、华南理工大学杨中民教授，中国科学院理化技术研究所副所长汪鹏飞、副处长张阳，上海硅酸盐所所长助理、科技发展部部长闫继娜、科技综合处副处长刘军，项目组成员及各课题承担单位管理部门负责人等30余人参加了会议。会议由杨斌、樊仲维主持。 p 　　史冬梅和杨斌分别在会上讲话，指出了国家重点研发计划重点专项项目与改革前计划项目管理机制的不同，强调重点专项更注重项目管理和项目执行，要处理好项目负责人、项目牵头单位、项目参与单位的关系，要求项目参与单位与参加人员不忘初心、严谨治学，努力攻克技术难关，推动我国大功率激光材料与器件的发展。 /p p 　　胡章贵研究员和杨中民教授分别就所牵头项目的整体研究方案、研究内容及创新点、总体目标、任务分解与考核指标、年度完成情况、存在的问题与解决方案，以及项目管理方案作了详细汇报。项目组五位课题汇报人上海硅酸盐所武安华研究员、理化所沈俊研究员、理化所胡章贵研究员、福建物质结构所吴少凡研究员、半导体所赵鹏飞副研究员分别对各课题的研究目标、年度指标完成情况、问题与解决方案以及下一步工作计划作了详细介绍。专家组认真听取了工作汇报，对各课题取得的研究成果表示认可并对后期研究工作提出了宝贵意见和建议。专家们指出，该项目挑战性强，涉及材料、物理、化学、电子信息等多学科交叉，需要各参与单位密切配合，充分发挥各课题的优势，针对项目执行过程中遇到的问题进行深入协作研究。项目组成员结合专家提出的意见及建议，就如何实施研究方案和实现任务目标进行了认真讨论，进一步明确了项目实施方案和技术路线。 /p p 　　“战略性先进电子材料”重点专项大功率激光材料与器件方向下设两个项目，分别由中科院理化技术所和华南理工大学牵头，中科院上海硅酸盐所、中科院福建物质结构所、中科院半导体所、中科院上海光学精密机械所等单位共同参与。该方向旨在面向国家对高功率高能激光发展的需求，以发展高品质、大尺寸激光、非线性光学晶体为研究目标，探索新晶体材料和器件加工新技术，在激光晶体、大尺寸紫外、深紫外非线性光学晶体与器件研究领域取得国际领先的原创性成果，保持和扩大我国在非线性光学晶体领域的国际领先地位，实现我国从晶体材料的优势到器件直至激光技术领域的全面优势，为开拓具有我国自主知识产权和特色的全固态激光技术提供坚实的基础。 /p p /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/97a9e2f4-2be7-4a29-9928-d3bd128b2f83.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 会议现场 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/f3e4653a-3475-4928-b0e5-0401452bf278.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 与会人员合影 /strong /p

2000bdc连续流大功率超声波破碎系统技术特点： 1.应用了最新的超声波发生器技术和持续过程控制工艺 2.专利的闭环回路振幅控制使产品在操作性能、连贯性和生产效率方面有了更出色的表现 3. 内置数字控制、可从10至100范围进行调制。 4.最大处理流量38升/分，适生物制品制备与生产。 5. 液体接触部件皆以防腐蚀材料制造，延长使用寿命。 6.可以提供包括样品输送，冷却，自动控制的完整解决方案性能参数： 2000bdc发生器 20:1.1 20:2.2 20:3.3 30:1.5 40:0.4 40:0.8 输出功率 1100w 2200w 3300w 1500w 400w 800w 电源 200-240V AC,50/60Hz,1￠ 频率 20KHz 20KHz 20KHz 30KHz 40KHz 40KHz 在青岛制药行业的应用：

欧盟第七研发框架计划(FP7)提供资助支持，由法国原子能与可替代能源委员公(CEA)科技人员领导的欧洲NMP研发团队，在小型大功率微波发射装置的研制中，取得重大技术突破。开发出的小型大功率产生电磁辐射的微波振荡器，在雷达侦查、广播电视、卫星通讯，当然还包括微波炉领域，具有广阔的革命性应用前景。 　　纳米科技作为原子和分子尺度上的科学，正在日益快速地向各行各业渗透，应用纳米技术开发的微波振荡器，在不利用外部磁场的情况下可以对纳米磁体进行人为操纵磁化。而且，微波振荡器在适当的条件下，可以经受住持续的微波共振频率的冲击。这种被称作为自旋转移纳米振荡器的微波发生装置具有体积小、高协调性和宽温度情况下正常运行的特点。技术成功的关键是提高输出功率，NMP研发团队开发的新型技术，成功地提高了自旋转移纳米振荡器的转换效率和功率输出。提高输出功率首先要解决多振荡器(阵列)震荡阶段的同步，优化设计摩擦弹簧这一在给定时间内的震荡周期运动，成为研发团队攻克的难点，为摩擦弹簧的精细化制造提出了很高的技术要求。 　　NMP研发团队的科技人员经过反复的对比试验，在传统生产线上实现了新型自旋转移纳米振荡器原型机的设计与制造，通过优化验证振荡器与锁定相位之间4种不同的偶合机制，结合理论推导和实验方法，最终确定了最佳同步相位。获取的结果已证实，新型自旋转移纳米振荡器的输出功率得到大幅度提升，而相位噪声得到有效降低。研发团队正在计划启动建造10台自旋转移纳米振荡器阵列装置同步优化的中试设施。

近日，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室夏志国教授团队在Nature Photonics期刊上在线发表了题为“Laser-Driven BroadbandNear-Infrared Light Source with Watt-Level Output”的研究论文。该论文报道了一种组成极为简单的MgO:Cr³⁺近红外荧光透明陶瓷，所制作的蓝光激光驱动近红外光源器件输出功率达到目前最高纪录的6 W，并展示了其在远距离夜视补光和无损检测成像等领域的应用。晶圆级MgO:Cr³⁺半透明陶瓷蓝光发光二极管（LED）催生了第四代半导体照明技术，新应用需求对光源器件提出了更高的要求，蓝光激光二极管（LD）结合荧光转换材料成为一个重要的发展方向。它由极亮的蓝光LD泵浦荧光转换材料制作，并在航空航海照明、水下照明、激光荧光显示投影仪以及大功率近红外光源器件等应用中具有巨大潜力。该项研究发明了一种接近“性能完美”的高稳定性MgO:Cr³⁺荧光透明陶瓷（中国发明专利，ZL202211147958.4），其宽带近红外发光发射峰值810 nm，取得了迄今为止的最高外量子效率（81%）。通过掺杂引入的Cr³⁺离子在Mg²⁺格位异价取代，使得结构中存在丰富的阳离子空位缺陷，形成了不同局域环境的Cr³⁺发光中心。与此同时，发光中心之间的声子辅助激发态能量传递过程，弥补了长波长发射的非辐射弛豫，克服了能隙率的影响，提升了发光效率。进一步得益于MgO荧光透明陶瓷所具有的超高导热率，在22 W/mm²蓝光LD泵浦下获得了超过6 W的宽带近红外输出功率，光转换效率达29%。MgO:Cr³⁺荧光半透明陶瓷的荧光光谱及辐射机理采用该项技术搭建的原型器件可穿透3 cm厚的不透光硬纸板，实现剪刀模型成像，其成像分辨率为6l p/mm。这种全新的激光驱动大功率近红外光源在夜视补光、工业探伤设备及医疗器械的无损检测成像等领域具有广泛应用前景。激光驱动的近红外光源及其应用华南理工大学材料科学与工程学院/发光材料与器件国家重点实验室博士研究生刘高超为该论文的第一作者，夏志国教授为通讯作者。这项研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和广东省珠江人才计划资助。论文链接：https://doi.org/10.10 38/s41566-024-01400-7

5月30日，在中国科学院第二十次院士大会期间，中科院学部第七届学术年会在北京举行全体院士学术报告会，紧密围绕国际科技热点，丁仲礼、李儒新、包信和、高福、焦念志、黄如、翟婉明等七位中科院院士分别作学术报告。翟婉明院士是我国轨道交通工程专家，2011年当选中国科学院院士。现任西南交通大学首席教授，中国力学学会第十届副理事长，中国振动工程学会副理事长，四川省科协副主席。2021年当选美国国家工程院外籍院士。翟婉明在会上做了题为《中国高铁发展面临的科技挑战与对策》的报告。报告中，翟院士介绍了我国高铁面临的挑战，指出目前我国高速列车个别关键部件依赖进口，其中牵引变流器中的大功率半导体芯片IGBT（绝缘栅双极型晶体管）完全依赖进口，长期被国外垄断。据了解，高压IGBT（绝缘栅双极晶体管）是牵引变流器的"心脏"，是交流传动技术的"核芯"，涉及先进功率半导体器件IGBT的设计、工艺、测试与应用等多种技术。轨道牵引变流器具有特殊的牵引系统负荷特性，车载器件的运行环境恶劣且复杂多变，对牵引级IGBT的静动态特性与可靠性提出了很高的要求，器件需能承受高压大电流、具有优化的动态特性、更大的安全工作区及更高的工作结温。牵引级IGBT代表了该类器件的最高技术水平，其技术与产品长期被国外少数几家公司垄断。

美国BRANSON 2000bdc连续流大功率超声波破碎系统在制药行业的典型应用 技术特点： 1.应用了最新的超声波发生器技术和持续过程控制工艺 2.专利的闭环回路振幅控制使产品在操作性能、连贯性和生产效率方面有了更出色的表现 3. 内置数字控制、可从10至100范围进行调制。 4.最大处理流量38升/分，适生物制品制备与生产。 5. 液体接触部件皆以防腐蚀材料制造，延长使用寿命。 6.可以提供包括样品输送，冷却，自动控制的完整解决方案 2000bdc发生器 20:1.1 20:2.2 20:3.3 30:1.5 40:0.4 40:0.8 输出功率 1100w 2200w 3300w 1500w 400w 800w 电源 200-240V AC,50/60Hz,1￠ 频率 20KHz 20KHz 20KHz 30KHz 40KHz 40KHz 在青岛制药行业的应用：

金鸡辞旧岁，瑞犬报春来，在辞旧迎新之际我国低温领域又添新设备。近期，国内台新型HPD低温热去磁恒温器（ADR）在高能物理研究所刘聪展科研团队实验室完成安装并顺利验收。该设备由Quantum Design合作伙伴，美国著名低温设备生产商High Precision Devices（HPD）公司生产，产品型号为107 K2。 Quantum Design工程师、HPD工程师与高能物理所用户合影，图为新型热去磁恒温器107 K2近年来，随着空间探测器、量子信息等科学的发展，低温设备广泛走进了实验室。获取低温的手段通常是通过稀释制冷或热去磁来实现，两者各有优缺点。一般的热去磁操作简单，价格较低，但是提供的mK温度时间有限，通常只能工作几个小时就要升温充磁。稀释制冷机能够连续提供mK温度，但是操作为复杂、降温过程缓慢并且价格昂贵。所谓“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，HPD公司经过多年的潜心研究，生产出一款专为科研中更低温度、更大功率的不断需求量身设计的产品：新型大功率低温热去磁恒温器107 K2。低温热去磁恒温器107 K2的特点是：采用了特的He3预冷创新设计，这使得它在300mk时仍能具有25J的超大冷量，其制冷低温度可达25mK；同时，在没有负载的情况下，100mk低温控温时间可达200小时，超大实验空间：34cm diameter X 20cm tall 让人眼前一亮。如果您的实验当中真的需要稀释制冷机，或许带有He3的ADR才是您的佳选择！ 带有He3的低温热去磁恒温器HPD 107 K2“剑阁峥嵘而崔嵬，一夫当关万夫莫开”，HPD的工程师们正是攻克了这样一道道难以逾越的技术难关，后才得以登上低温技术的巅峰。为了纪念研发的艰辛，HPD将ADR新型低温热去磁恒温器以著名山峰来命名。K2代表了二高，却是难登的山峰——乔戈里峰，寓意了这款恒温器低调务实却有技术实力。 此次HPD还为紫金山天文台安装了型号为Rainier雪山的103型ADR恒温器。这些恒温器将为我国的低温粒子探测器等研究提供有力帮助。此次中国之行，HPD的工程师特地参观了长城，这座人类伟大的工程，激发了他们在低温领域继续前进的热情，期待我们的科研人员能在这样的低温技术支持下延续低温的传奇之旅。 相关产品及链接1、低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C201745.htm2、超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C122418.htm 3、完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm

Spectroquant® 便携式余氯、总氯、臭氧、二氧化氯、PH五参数测试仪 产品性能和特点 仪器坚固耐用，防水防尘 轻便易携带，适合现场和实验室分析 预置标准曲线，操作简便 一机多用，可同时测量多个参数 经济实用，无忧服务 技术参数检测波长：528 nm 检测时间：3 - 4 秒自动关机：8分钟不触碰键盘 机器外壳：ABS 便携箱尺寸：270 x 225 x 80 mm (长x 宽x 高) 仪器尺寸：190 x 110 x 55 mm (长x 宽x 高, 不含比色管适配器) 仪器重量：0.4 kg 环境温度: 0° C -40° C 湿度要求: 30 - 90 %, 无冷凝 CE-认证: DIN EN 50 081-1, VDE 0839 part 81-1 1993-03 DIN EN 50 082-2, VDE 0839 part 82-2 1996-02 订货指南： 主机订货号： 1.73607.0001 标准配置仪器主机及便携箱，9伏电池，16mm比色管适配器，适配器遮光盖，3根24mm比色管，操作说明书。 仪器为预制标准曲线型光度计，和Spectroquant® 试剂系统一起使用 测试参数 测试范围mg/l 测试次数 比色管规格 仪器内置方法号 货号 余氯 0.02 &ndash 5.00 200 24mm U.1 1.00598.0002 余氯 0.02 &ndash 5.00 1200 24mm U.1 1.00598.0001 总氯 0.02 &ndash 5.00 200 24mm U.1 1.00602.0001 总氯 0.02 &ndash 5.00 1200 24mm U.1 1.00602.0002 余氯、总氯 0.02 &ndash 5.00 200（各100） 24mm U.1 1.00599.0001 *氯试剂1 （液体） 0.02 &ndash 5.00 200 24mm U.2 1.00086.0001 *氯试剂2（液体） 0.02 &ndash 5.00 400 24mm U.2 1.00087.0001 *氯试剂3（液体） 0.02 &ndash 5.00 600 24mm U.2 1.00088.0001 臭氧 0.02 &ndash 3.40200 24mm U.3 1.00607.0001 臭氧 0.02 &ndash 3.40 1200 24mm U.3 1.00607.0002 二氧化氯 0.05 &ndash 9.50 200 24mm U.4 1.00608.0001 氰尿酸 2 &ndash 160 100 24mm U.5 1.19250.0002 pH pH 6.4 &ndash 8.8 280 16mm U.6 1.01744.0001 吸光度 - 100 &ndash 2500mA 16/24mm Abs *注： 余氯测试= 氯试剂1+氯试剂2 总氯测试= 氯试剂1+氯试剂2+氯试剂3 应用场合 氯是自来水行业常用的消毒剂，但是杀菌消毒之后，水中必然会有部分残余氯。过多的余氯含量不仅污染环境，同时会增加水的腐蚀性，对人体也会造成伤害。因此该指标一直是自来水厂、瓶装水生产线、游泳池等关键性运行指标。针对广大的用户群，默克公司推出了经济型Picco便携式余氯、总氯、臭氧、二氧化氯、PH测试仪，完全符合相关行业标准的要求。 GB 5749&mdash 2006饮用水中消毒剂常规指标及要求 消毒剂名称 与水接触时间 出厂水中限值 出厂水中余量 管网末梢水中余量 Merck测量范围 氯气及游离氯制剂（游离氯,mg/L） 至少30min 4 &ge 0.3 &ge 0.05 0.02 &ndash 5.00 mg/L 一氯胺（总氯，mg/L） 至少120min 3 &ge 0.5 &ge 0.050.02 &ndash 5.00 mg/L 臭氧（O3，mg/L） 至少12min 0.3 0.02如加氯，总氯&ge 0.05 0.02 &ndash 3.40 mg/L 二氧化氯（ClO2，mg/L） 至少30min 0.8 &ge 0.1 &ge 0.02 0.05 &ndash 9.50 mg/L 同时，默克公司根据这些行业的应用特点，推出符合ENISO7027标准和USEPA标准的Turbiquant® 1100、1500系列浊度仪，以及Pharo300紫外可见分光光度计和Pharo100可见分光光度计进行常规毒理性指标和一般化学指标的检测。Merckoquant® 定性、半定量分析试纸条和Aquamerck® 通用型测试盒等产品，也能满足您现场应急检测的需求。 GB 5749&mdash 2006水质常规指标及限值 指 标 限 值 Merck测量范围 毒理指标 砷（mg/L） 0.01 0.001-0.1 mg/L 镉（mg/L） 0.005 0.002-0.5 mg/L 铬（六价，mg/L） 0.05 0.01-0.22 mg/L 铅（mg/L） 0.01 0.01-5 mg/L 氰化物（mg/L） 0.05 0.03-0.7 mg/L 硝酸盐（以N计，mg/L） 10，地下水源限制时为20 0.1-25 mg/L 甲醛（使用臭氧时，mg/L） 0.9 0.1-1.5 mg/L 3、感官性状和一般化学指标 色度（铂钴色度单位） 15 0-1000浑浊度（NTU-散射浊度单位） 1，水源与净水技术条件限制时为3 0.01-1000NTU 铝（mg/L） 0.2 0.02-0.5 mg/L 铁（mg/L） 0.3 0.05-1 mg/L 锰（mg/L） 0.1 0.03-0.5 mg/L 铜（mg/L） 1.0 0.15-1.6 mg/L 锌（mg/L） 1.0 0.025 mg/L 硫酸盐（mg/L） 250 50-500 mg/L 总硬度(以CaCO3计，mg/L） 450 12-537 mg/L 使用简介 默克公司全线产品涵盖实验室定性、半定量分析试纸条，半定量快速测试盒、PH试纸、试纸条、反射仪系统、比色计和分光光度计、浊度仪等，如您对其他应用和产品感兴趣，请您与我们联系。联系电话：021-51693889 1.检测样品的pH值需要保持在4-8之间，否则可以适用氢氧化钠或碳酸溶液进行调节。 2.往24mm的比色管中加入10ml的水样。 3.加入一药勺的试剂Cl2-1。 4.震荡比色管直到固体物质溶解。 5.反应1分钟。 6.将比色管盖子盖好，并确认套好塑胶环，将比色管插入闭塞槽进行测试。 其它相关产品： 大龙实验室产品惊喜大促销-参数-报价-价格-恒奇仪器 德国VITLAB优质容量瓶特价促销-参数-报价-价格-恒奇仪器 美国Branson（必能信）珠宝及光学器件清洗器-B200-参数-报价-价格-恒奇仪器 美国AIRMETRICS便携式PM2.5/PM10/TSP空气采样器-参数-报价-价格-恒奇仪器 连续式数字滴定器-参数-报价-价格-恒奇仪器 马来西亚TOP GLOVES普通无粉乳胶手套-参数-报价-价格-恒奇仪器 马来西亚TOP GLOVES丁腈检验手套-参数-报价-价格-恒奇仪器 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table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 一种埋地钢质管道电磁超声内检测用大功率高频激励源 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京工业大学 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 174" p style=" line-height: 1.75em " 王新华 /p /td td width=" 159" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 192" p style=" line-height: 1.75em " wxhemma2005@163.com /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 □已有样机 ■通过小试 □通过中试 □可以量产 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " ■技术转让 & nbsp ■技术入股 & nbsp ■合作开发& nbsp & nbsp □其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/d522591d-0f2d-4d4a-aa35-3ebf14093fb3.jpg" title=" QQ图片20160314182424.jpg" width=" 380" height=" 250" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 380px height: 250px " / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp 大功率高频激励源一直是障碍埋地钢质管道电磁超声内检测技术发展的一个关键核心器件，项目以提高电磁超声检测探头的换能效率为目标，基于射频理论提出了一种DE类射频功率变换器技术，它是以D类谐振变换器为设计基础，既具有D类变换器高功率输出特性，又具有E类变换器工作频率高的优点，同时克服了目前D类变换器高频工作性能差以及E类变换器开关利用率低的缺点，实现了高压、高频和大功率输出的功能，大大提高了电磁超声换能器的换能效率。研制开发的大功率高频激励源克服了现有电磁超声用电容储能式脉冲激励源以及全桥逆变式激励源在使用过程中的输出频率低、可控性差、发热大、结构复杂以及难以用作埋地管道电磁超声内检测激励源等缺点，解决了障碍埋地钢质管道电磁超声内检测技术工程化中的关键难题，对提高埋地钢制管道电磁超声内检测仪器研制水平，并为进一步研制和开发更高频率的多通道程控激励源奠定了基础。开发的大功率高频激励源性能指标达到：输出电压400Vpp、输出电流21Ipp、最大输出功率1.5kW、输出激励信号频率1MHz，具有体积小，重量轻，发热小，能够满足埋地钢质管道电磁超声内检测技术的要求。 /p p style=" line-height: 1.75em " br/ /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 研究成果主要用于研制和开发埋地钢质管道电磁超声内检测器，目前埋地钢质管道电磁超声内检测器在国内尚处于研制空白，研究成果为研制和开发埋地钢质管道电磁超声内检测器奠定了基础。依托研究成果研制开发的埋地管道电磁超声内检测器主要服务于我国生命线工程的安全检测，应用于国内外油田生产企业、石油化工、管道运行、城市燃气公司等行业的埋地长输油气管道、集输管道、成品油管道、站场管道、输水管道、城镇燃气管道的内检测工程需求，仪器需求量大，市场前景广阔。此外，大功率高频激励源是实现电能变换和功率传递的主要设备，是一种技术含量高、知识面宽，更新换代快的产品，产业不仅适用于埋地钢质管道电磁超声内检测，未来还将应用到交通、运输、航空、航天、航运等领域，通过拓展不同的应用领域，扩大产品的市场规模。 /p p style=" line-height: 1.75em " br/ /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 依托该研究成果，已获得国家发明专利2项、计算机软件著作权1项，并得到了北京市科委2014年首都科技条件平台科学仪器开发培育项目& amp ldquo 基于电磁超声的埋地钢质管道内检测大功率高频激励源的研发培育& amp rdquo 的支持。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp （1）一种大功率高频激励源驱动电路及其实现方法，发明专利：201510515817.7 br/ & nbsp & nbsp & nbsp （2）一种满足大功率高频激励源高性能输出的阻抗匹配网络及其实现方法，发明专利：201510280132.9 br/ & nbsp & nbsp & nbsp （3）大功率高频激励源控制系统软件. 软件著作权：2015SR032591 /p p style=" line-height: 1.75em " br/ /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

项目概况河北省工业测控工程技术研究中心仪器设备购置（进口）招标项目的潜在投标人应在河北省公共资源交易信息平台（http://www.hebpr.cn//）自主网上报名，下载招标文件及相关资料，并及时查看有无澄清和修改。获取招标文件，并于2022年05月06日09点00分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：HBCT-220201-001项目名称：河北省工业测控工程技术研究中心仪器设备购置预算金额：1330000最高限价（如有）：1330000采购需求：大功率微波发生器1套合同履行期限：合同签订之后6个月。本项目不接受联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无3.本项目的特定资格要求：（1）若投标人提供的货物为进口产品需提供货物制造商或该制造商在国内的总代理同意其在本次投标中提供该货物的正式专项授权书；（2）本项目接受进口产品投标；三、获取招标文件时间：2022年04月12日至2022年04月18日,每天上午9：00至12：30,下午14：00至17：00（北京时间，法定节假日除外）地点：河北省公共资源交易信息平台（http://www.hebpr.cn//）自主网上报名，下载招标文件及相关资料，并及时查看有无澄清和修改。方式：其它售价：0四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点2022年05月06日09点00分（北京时间）地点：河北省公共资源交易网上开标大厅（http://hbbjm.hebpr.gov.cn:9090/BidOpening）五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。十、其他补充事宜1、本项目招标使用《河北省公共资源全流程电子交易系统》以数据电文形式在线全过程交易。供应商不用到达开标现场。网上报名，网上上传、加密、解密投标文件。2、未经河北省公共资源交易平台资格确认（注册登记）的供应商，请按照“河北省公共资源交易平台”（网址：http://www.hebpr.gov.cn/）首页“通知公告”中“河北省公共资源交易中心关于市场主体注册登记的通知”的要求办理相关手续，具体事宜可联系0311-66635531。3、本公告发布媒体：中国河北政府采购网、中国政府采购网、河北省公共资源交易中心十一、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：河北省科学院本级地 址：石家庄市友谊南大街46号联系方式：0311-830151462.采购代理机构信息（如有）名 称：河北省成套招标有限公司地 址：石家庄市工农路486号联系方式：0311-830869873.项目联系方式项目联系人：梁希电 话：0311-83086987

项目编号：HBCT-220201-001项目名称：河北省工业测控工程技术研究中心仪器设备购置预算金额：1330000最高限价（如有）：1330000采购需求：大功率微波发生器1套合同履行期限：合同签订之后6个月本项目不接受联合体投标。

1. 研究背景及意义碳化硅(SiC)是一种宽带隙(WBG)的半导体材料，目前已经显示出有能力满足前述领域中不断发展的电力电子的更高性能要求。在过去，硅(Si)一直是最广泛使用的功率开关器件的半导体材料。然而，随着硅基功率器件已经接近其物理极限，进一步提高其性能正成为一个巨大的挑战。我们很难将它的阻断电压和工作温度分别限制在6.5kV和175℃，而且相对于碳化硅器件它的开关速度相对较慢。另一方面，由SiC制成的器件在过去几十年中已经从不成熟的实验室原型发展成为可行的商业产品，并且由于其高击穿电压、高工作电场、高工作温度、高开关频率和低损耗等优势被认为是Si基功率器件的替代品。除了这些性能上的改进，基于SiC器件的电力电子器件有望通过最大限度地减少冷却要求和无源元件要求来实现系统的体积缩小，有助于降低整个系统成本。SiC的这些优点与未来能源转换应用中的电力电子器件的要求和方向非常一致。尽管与硅基器件相比SiC器件的成本较高，但SiC器件能够带来的潜在系统优势足以抵消增加的器件成本。目前SiC器件和模块制造商的市场调查显示SiC器件的优势在最近的商业产品中很明显，例如SiC MOSFETs的导通电阻比Si IGBT的导通电阻小四倍，并且在每三年内呈现出-30%的下降趋势。与硅同类产品相比，SiC器件的开关能量小10-20倍，最大开关频率估计高20倍。由于这些优点，预计到2022年，SiC功率器件的总市场将增长到10亿美元，复合年增长率(CAGR)为28%，预计最大的创收应用是在混合动力和电动汽车、光伏逆变器和工业电机驱动中。然而，从器件的角度来看，挑战和问题仍然存在。随着SiC芯片有效面积的减少，短路耐久时间也趋于减少。这表明在稳定性、可靠性和芯片尺寸之间存在着冲突。而且SiC器件的现场可靠性并没有在各种应用领域得到证明，这些问题直接导致SiC器件在电力电子市场中的应用大打折扣。另一方面，生产高质量、低缺陷和较大的SiC晶圆是SiC器件制造的技术障碍。这种制造上的困难使得SiC MOSFET的每年平均销售价格比Si同类产品高4-5倍。尽管SiC材料的缺陷已经在很大程度上被克服，但制造工艺还需要改进，以使SiC器件的成本更加合理。最近几年大多数SiC器件制造大厂已经开始使用6英寸晶圆进行生产。硅代工公司X-fab已经升级了其制造资源去适应6英寸SiC晶圆，从而为诸如Monolith这类无晶圆厂的公司提供服务。这些积极的操作将导致SiC器件的整体成本降低。图1.1 SiC器件及其封装的发展图1.1展示了SiC功率器件及其封装的发展里程碑。第一个推向市场的SiC器件是英飞凌公司在2001年生产的肖特基二极管。此后，其他公司如Cree和Rohm继续发布各种额定值的SiC二极管。2008年，SemiSouth公司生产了第一个SiC结点栅场效应晶体管（JFET），在那个时间段左右，各公司开始将SiC肖特基二极管裸模集成到基于Si IGBT的功率模块中，生产混合SiC功率模块。从2010年到2011年，Rohm和Cree推出了第一个具有1200V额定值的分立封装的SiC MOSFET。随着SiC功率晶体管的商业化，Vincotech和Microsemi等公司在2011年开始使用SiC JFET和SiC二极管生产全SiC模块。2013年，Cree推出了使用SiC MOSFET和SiC二极管的全SiC模块。此后，其他器件供应商，包括三菱、赛米控、富士和英飞凌，自己也发布了全SiC模块。在大多数情况下，SiC器件最初是作为分立元件推出的，而将这些器件实现为模块封装是在最初发布的几年后开发的。这是因为到目前为止分立封装的制造过程比功率模块封装要简单得多。另一个原因也有可能是因为发布的模块已经通过了广泛的标准JEDEC可靠性测试资格认证，这代表器件可以通过2000万次循环而不发生故障，因此具有严格的功率循环功能。而且分离元件在设计系统时具有灵活性，成本较低，而模块的优势在于性能较高，一旦有了产品就容易集成。虽然SiC半导体技术一直在快速向前发展，但功率模块的封装技术似乎是在依赖过去的惯例，这是一个成熟的标准。然而，它并没有达到充分挖掘新器件的潜力的速度。SiC器件的封装大多是基于陶瓷基底上的线接合方法，这是形成多芯片模块（MCM）互连的标准方法，因为它易于使用且成本相对较低。然而，这种标准的封装方法由于其封装本身的局限性，已经被指出是向更高性能系统发展的技术障碍。首先，封装的电寄生效应太高，以至于在SiC器件的快速开关过程中会产生不必要的损失和噪音。第二，封装的热阻太高，而热容量太低，这限制了封装在稳态和瞬态的散热性能。第三，构成封装的材料和元件通常与高温操作（200℃）不兼容，在升高的操作温度下，热机械可靠性恶化。最后，对于即将到来的高压SiC器件，承受高电场的能力是不够的。这些挑战的细节将在第二节进一步阐述。总之，不是器件本身，而是功率模块的封装是主要的限制因素之一，它阻碍了封装充分发挥SiC元件的优势。因此，应尽最大努力了解未来SiC封装所需的特征，并相应地开发新型封装技术去解决其局限性。随着社会的发展，环保问题与能源问题愈发严重，为了提高电能的转化效率，人们对于用于电力变换和电力控制的功率器件需求强烈[1, 2]。碳化硅（SiC）材料作为第三代半导体材料，具有禁带宽度大，击穿场强高、电子饱和速度大、热导率高等优点[3]。与传统的Si器件相比，SiC器件的开关能耗要低十多倍[4]，开关频率最高提高20倍[5, 6]。SiC功率器件可以有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。但是由于SiC器件工作频率高，而且结电容较小，栅极电荷低，这就导致器件开关时，电压和电流变化很大，寄生电感就极易产生电压过冲和振荡现象，造成器件电压应力、损耗的增加和电磁干扰问题[7, 8]。还要考虑极端条件下的可靠性问题。为了解决这些问题，除了器件本身加以改进，在封装工艺上也需要满足不同工况的特性要求。起先，电力电子中的SiC器件是作为分立器件生产的，这意味着封装也是分立的。然而SiC器件中电压或电流的限制，通常工作在低功耗水平。当需求功率达到100 kW或更高时，设备往往无法满足功率容量要求[9]。因此，需要在设备中连接和封装多个SiC芯片以解决这些问题，并称为功率模块封装[10, 11]。到目前为止，功率半导体的封装工艺中，铝（Al）引线键合封装方案一直是最优的封装结构[12]。传统封装方案的功率模块采用陶瓷覆铜板，陶瓷覆铜板（Direct Bonding Copper，DBC）是一种具有两层铜的陶瓷基板，其中一层图案化以形成电路[13]。功率半导体器件底部一般直接使用焊料连接到DBC上，顶部则使用铝引线键合。底板（Baseplate）的主要功能是为DBC提供支撑以及提供传导散热的功能，并与外部散热器连接。传统封装提供电气互连（通过Al引线与DBC上部的Cu电路键合）、电绝缘（使用DBC陶瓷基板）、器件保护（通过封装材料）和热管理（通过底部）。这种典型的封装结构用于目前制造的绝大多数电源模块[14]。传统的封装方法已经通过了严格的功率循环测试（2000万次无故障循环），并通过了JEDEC标准认证[15]。传统的封装工艺可以使用现有的设备进行，不需要额外开发投资设备。传统的功率模块封装由七个基本元素组成，即功率半导体芯片、绝缘基板、底板、粘合材料、功率互连、封装剂和塑料外壳，如图1.2所示。模块中的这些元素由不同的材料组成，从绝缘体、导体、半导体到有机物和无机物。由于这些不同的材料牢固地结合在一起，为每个元素选择适当的材料以形成一个坚固的封装是至关重要的。在本节中，将讨论七个基本元素中每个元素的作用和流行的选择以及它们的组装过程。图1.2标准功率模块结构的横截面功率半导体是功率模块中的重要元素，通过执行电气开/关开关将功率从源头转换到负载。标准功率模块中最常用的器件类型是MOSFETs、IGBTs、二极管和晶闸管。绝缘衬底在半导体元件和终端之间提供电气传导，与其他金属部件（如底板和散热器）进行电气隔离，并对元件产生的热量进行散热。直接键合铜（DBC）基材在传统的电源模块中被用作绝缘基材，因为它们具有优良的性能，不仅能满足电气和热的要求，而且还具有机械可靠性。在各种候选材料中，夹在两层铜之间的陶瓷层的流行材料是Al2O3，AlN，Si2N4和BeO。接合材料的主要功能是通过连接每个部件，在半导体、导体导线、端子、基材和电源模块的底板之间提供机械、热和电的联系。由于其与电子组装环境的兼容性，SnPb和SnAgCu作为焊料合金是最常用的芯片和基片连接材料。在选择用于功率模块的焊料合金时，需要注意的重要特征是：与使用温度有关的熔化温度，与功率芯片的金属化、绝缘衬底和底板的兼容性，高机械强度，低弹性模量，高抗蠕变性和高抗疲劳性，高导热性，匹配的热膨胀系数（CTE），成本和环境影响。底板的主要作用是为绝缘基板提供机械支持。它还从绝缘基板上吸收热量并将其传递给冷却系统。高导热性和低CTE（与绝缘基板相匹配）是对底板的重要特性要求。广泛使用的底板材料是Cu，AlSiC，CuMoCu和CuW。导线键合的主要作用是在模块的功率半导体、导体线路和输入/输出终端之间进行电气连接。器件的顶面连接最常用的材料是铝线。对于额定功率较高的功率模块，重铝线键合或带状键合用于连接功率器件的顶面和陶瓷基板的金属化，这样可以降低电阻和增强热能力。封装剂的主要目的是保护半导体设备和电线组装的组件免受恶劣环境条件的影响，如潮湿、化学品和气体。此外，封装剂不仅在电线和元件之间提供电绝缘，以抵御电压水平的提高，而且还可以作为一种热传播媒介。在电源模块中作为封装剂使用的材料有硅凝胶、硅胶、聚腊烯、丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂。塑料外壳（包括盖子）可以保护模块免受机械冲击和环境影响。因为即使电源芯片和电线被嵌入到封装材料中，它们仍然可能因处理不当而被打破或损坏。同时外壳还能机械地支撑端子，并在端子之间提供隔离距离。热固性烯烃（DAP）、热固性环氧树脂和含有玻璃填料的热塑性聚酯（PBT）是塑料外壳的最佳选择。传统电源模块的制造过程开始于使用回流炉在准备好的DBC基片上焊接电源芯片。然后，许多这些附有模具的DBC基板也使用回流焊工艺焊接到一个底板上。在同一块底板上，用胶水或螺丝钉把装有端子的塑料外壳连接起来。然后，正如前面所讨论的那样，通过使用铝线进行电线连接，实现电源芯片的顶部、DBC的金属化和端子之间的连接。最后，用分配器将封装材料沉积在元件的顶部，并在高温下固化。前面所描述的结构、材料和一系列工艺被认为是功率模块封装技术的标准，在目前的实践中仍被广泛使用。尽管对新型封装方法的需求一直在持续，但技术变革或采用是渐进的。这种对新技术的缓慢接受可以用以下原因来解释。首先，人们对与新技术的制造有关的可靠性和可重复性与新制造工艺的结合表示担忧，这需要时间来解决。因此，考虑到及时的市场供应，模块制造商选择继续使用成熟的、广为人知的传统功率模块封装技术。第二个原因是传统电源模块的成本效益。由于传统电源模块的制造基础设施与其他电子器件封装环境兼容，因此不需要与开发新材料和设备有关的额外成本，这就大大降低了工艺成本。尽管有这些理由坚持使用标准的封装方法，但随着半导体趋势从硅基器件向碳化硅基器件的转变，它正显示出局限性并面临着根本性的挑战。使用SiC器件的最重要的优势之一是能够在高开关频率下工作。在功率转换器中推动更高的频率背后的主要机制是最大限度地减少整个系统的尺寸，并通过更高的开关频率带来的显著的无源尺寸减少来提高功率密度。然而，由于与高开关频率相关的损耗，大功率电子设备中基于硅的器件的开关频率通常被限制在几千赫兹。图1.3中给出的一个例子显示，随着频率的增加，使用Si-IGBT的功率转换器的效率下降，在20kHz时已经下降到73%。另一方面，在相同的频率下，SiC MOSFET的效率保持高达92%。从这个例子中可以看出，硅基器件在高频运行中显示出局限性，而SiC元件能够在更高频率下运行时处理高能量水平。尽管SiC器件在开关性能上优于Si器件对应产品，但如果要充分利用其快速开关的优势，还需要考虑到一些特殊的因素。快速开关的瞬态效应会导致器件和封装内部的电磁寄生效应，这正成为SiC功率模块作为高性能开关应用的最大障碍。图1.3 Si和SiC转换器在全额定功率和不同开关频率下的效率图1.4给出了一个半桥功率模块的电路原理图，该模块由高低两侧的开关和二极管对组成，如图1.4所示，其中有一组最关键的寄生电感，即主开关回路杂散电感(Lswitch)、栅极回路电感(Lgate)和公共源电感(Lsource)。主开关回路杂散电感同时存在于外部电源电路和内部封装互连中，而外部杂散电感对开关性能的影响可以通过去耦电容来消除。主开关回路杂散电感(Lswitch)是由直流+总线、续流二极管、MOSFET(或IGBT)和直流总线终端之间的等效串联电感构成的。它负责电压过冲，在关断期间由于电流下降而对器件造成严重的压力，负反馈干扰充电和向栅极源放电的电流而造成较慢的di/dt的开关损失，杂散电感和半导体器件的输出电容的共振而造成开关波形的振荡增加，从而导致EMI发射增加。栅极环路电感(Lgate)由栅极电流路径形成，即从驱动板到器件的栅极接触垫，以及器件的源极到驱动板的连接。它通过造成栅极-源极电压积累的延迟而降低了可实现的最大开关频率。它还与器件的栅极-源极电容发生共振，导致栅极信号的震荡。结果就是当我们并联多个功率芯片模块时，如果每个栅极环路的寄生电感不相同或者对称，那么在开关瞬间将产生电流失衡。共源电感(Lsource)来自主开关回路和栅极回路电感之间的耦合。当打开和关闭功率器件时，di/dt和这个电感上的电压在栅极电路中作为额外的（通常是相反的）电压源，导致di/dt的斜率下降，扭曲了栅极信号，并限制了开关速度。此外，共源电感可能会导致错误的触发事件，这可能会通过在错误的时间打开器件而损坏器件。这些寄生电感的影响在快速开关SiC器件中变得更加严重。在SiC器件的开关瞬态过程中会产生非常高的漏极电流斜率di/dt，而前面讨论的寄生电感的电压尖峰和下降也明显大于Si器件的。寄生电感的这些不良影响导致了开关能量损失的增加和可达到的最大开关频率的降低。开关瞬态的问题不仅来自于电流斜率di/dt，也来自于电压斜率dv/dt。这个dv/dt导致位移电流通过封装的寄生电容，也就是芯片和冷却系统之间的电容。图1.5显示了半桥模块和散热器之间存在的寄生电容的简化图。这种不需要的电流会导致对变频器供电的电机的可靠性产生不利影响。例如，汽车应用中由放电加工(EDM)引起的电机轴承缺陷会产生很大的噪声电流。在传统的硅基器件中，由于dv/dt较低，约为3 kV/µs，因此流经寄生电容的电流通常忽略不记。然而，SiC器件的dv/dt比Si器件的dv/dt高一个数量级，最高可达50 kV/µs，使通过封装电容的电流不再可以忽略。对Si和SiC器件产生的电磁干扰(EMI)的比较研究表明，由于SiC器件的快速开关速度，传导和辐射的EMI随着SiC器件的使用而增加。除了通过封装进入冷却系统的电流外，电容寄也会减缓电压瞬变，在开关期间产生过电流尖峰，并通过与寄生电感形成谐振电路而增加EMI发射，这是我们不希望看到的。未来的功率模块封装应考虑到SiC封装中的寄生和高频瞬变所带来的所有复杂问题和挑战。解决这些问题的主要封装级需要做到以下几点。第一，主开关回路的电感需要通过新的互连技术来最小化，以取代冗长的线束，并通过优化布局设计，使功率器件接近。第二，由于制造上的不兼容性和安全问题，栅极驱动电路通常被组装在与功率模块分开的基板上。应通过将栅极驱动电路与功率模块尽可能地接近使栅极环路电感最小化。另外，在平行芯片的情况下，布局应该是对称的，以避免电流不平衡。第三，需要通过将栅极环路电流与主开关环路电流分开来避免共源电感带来的问题。这可以通过提供一个额外的引脚来实现，例如开尔文源连接。第四，应通过减少输出端和接地散热器的电容耦合来减轻寄生电容中流动的电流，比如避免交流电位的金属痕迹的几何重叠。图1.4半桥模块的电路原理图。三个主要的寄生电感表示为Lswitch、Lgate和Lsource。图1.5半桥模块的电路原理图。封装和散热器之间有寄生电容。尽管目前的功率器件具有优良的功率转换效率，但在运行的功率模块中，这些器件产生的热量是不可避免的。功率器件的开关和传导损失在器件周围以及从芯片到冷却剂的整个热路径上产生高度集中的热通量密度。这种热通量导致功率器件的性能下降，以及器件和封装的热诱导可靠性问题。在这个从Si基器件向SiC基器件过渡的时期，功率模块封装面临着前所未有的散热挑战。图1.6根据额定电压和热阻计算出所需的总芯片面积在相同的电压和电流等级下，SiC器件的尺寸可以比Si器件小得多，这为更紧凑的功率模块设计提供了机会。根据芯片的热阻表达式，芯片尺寸的缩小，例如芯片边缘的长度，会导致热阻的二次方增加。这意味着SiC功率器件的模块化封装需要特别注意散热和冷却。图1.6展示了计算出所需的总芯片面积减少，这与芯片到冷却剂的热阻减少有关。换句话说，随着芯片面积的减少，SiC器件所需的热阻需要提高。然而，即使结合最先进的冷却策略，如直接冷却的冷板与针状翅片结构，假设应用一个70kVA的逆变器，基于DBC和线束的标准功率模块封装的单位面积热阻值通常在0.3至0.4 Kcm2/W之间。为了满足研究中预测的未来功率模块的性能和成本目标，该值需要低于0.2 Kcm2/W，这只能通过创新方法实现，比如双面冷却法。同时，小的芯片面积也使其难以放置足够数量的线束，这不仅限制了电流处理能力，也限制了热电容。以前对标准功率模块封装的热改进大多集中在稳态热阻上，这可能不能很好地代表开关功率模块的瞬态热行为。由于预计SiC器件具有快速功率脉冲的极其集中的热通量密度，因此不仅需要降低热阻，还需要改善热容量，以尽量减少这些快速脉冲导致的峰值温度上升。在未来的功率模块封装中，应解决因采用SiC器件而产生的热挑战。以下是未来SiC封装在散热方面应考虑的一些要求。第一，为了降低热阻，需要减少或消除热路中的一些封装层；第二，散热也需要从芯片的顶部完成以使模块的热阻达到极低水平，这可能需要改变互连方法，比如采用更大面积的接头；第三，封装层接口处的先进材料将有助于降低封装的热阻。例如，用于芯片连接和热扩散器的材料可以分别用更高的导热性接头和碳基复合材料代替。第四，喷射撞击、喷雾和微通道等先进的冷却方法可以用来提高散热能力。SiC器件有可能被用于预期温度范围极广的航空航天应用中。例如用于月球或火星任务的电子器件需要分别在-180℃至125℃和-120℃至85℃的广泛环境温度循环中生存。由于这些空间探索中的大多数电子器件都是基于类似地球的环境进行封装的，因此它们被保存在暖箱中，以保持它们在极低温度下的运行。由于SiC器件正在评估这些条件，因此需要开发与这些恶劣环境兼容的封装技术，而无需使用暖箱。与低温有关的最大挑战之一是热循环引起的大的CTE失配对芯片连接界面造成的巨大压力。另外，在室温下具有柔性和顺应性的材料，如硅凝胶，在-180℃时可能变得僵硬，在封装内产生巨大的应力水平。因此，SiC封装在航空应用中的未来方向首先是开发和评估与芯片的CTE密切匹配的基材，以尽量减少应力。其次，另一个方向应该是开发在极低温度下保持可塑性的芯片连接材料。在最近的研究活动中，在-180℃-125℃的极端温度范围内，对分别作为基材和芯片附件的SiN和Indium焊料的性能进行了评估和表征。为进一步推动我国能源战略的实施，提高我国在新能源领域技术、装备的国际竞争力，实现高可靠性碳化硅 MOSFET 器件中试生产技术研究，研制出满足移动储能变流器应用的多芯片并联大功率MOSFET 器件。本研究将通过寄生参数提取、建模、仿真及测试方式研究 DBC 布局、多栅极电阻等方式对芯片寄生电感与均流特性的影响，进一步提高我国碳化硅器件封装及测试能力。2. SiC MOSFET功率模块设计技术2.1 模块设计技术介绍在MOSFET模块设计中引入软件仿真环节，利用三维电磁仿真软件、三维温度场仿真软件、三维应力场仿真软件、寄生参数提取软件和变流系统仿真软件，对MOSFET模块设计中关注的电磁场分布、热分布、应力分布、均流特性、开关特性、引线寄生参数对模块电特性影响等问题进行仿真，减小研发周期、降低设计研发成本，保证设计的产品具备优良性能。在仿真基础上，结合项目团队多年从事电力电子器件设计所积累的经验，解决高压大功率MOSFET模块设计中存在的多片MOSFET芯片和FRD芯片的匹配与均流、DBC版图的设计与芯片排布设计、电极结构设计、MOSFET模块结构设计等一系列难题，最终完成模块产品的设计。高压大功率MOSFET模块设计流程如下：图2.1高压大功率MOSFET模块设计流程在MOSFET模块设计中，需要综合考虑很多问题，例如：散热问题、均流问题、场耦合问题、MOSFET模块结构优化设计问题等等。MOSFET芯片体积小，热流密度可以达到100W/cm2~250W/cm2。同时，基于硅基的MOSFET芯片最高工作温度为175℃左右。据统计，由于高温导致的失效占电力电子芯片所有失效类型的50%以上。随电力电子器件设备集成度和环境集成度的逐渐增加，MOSFET模块的最高温升限值急剧下降。因此，MOSFET模块的三维温度场仿真技术是高效率高功率密度MOSFET模块设计开发的首要问题。模块散热能力与众多因素有关：MOSFET模块所用材料的物理和化学性质、MOSFET芯片的布局、贴片的质量、焊接的工艺水平等。如果贴片质量差，有效散热面积小，芯片与DBC之间的热阻大，在模块运行时易造成模块局部过热而损坏。另外，芯片的排布对热分布影响也很大。下图4.2是采用有限元软件对模块内部的温度场进行分析的结果：图2.2 MOSFET模块散热分布分析在完成结构设计和材料选取后，采用ANSYS软件的热分析模块ICEPAK，建立包括铜基板、DBC、MOSFET芯片、二极管芯片以及包括铝质键合引线在内的相对完整的数值模拟模型。模拟实际工作条件，施加相应的载荷，得到MOSFET的温度场分布，根据温度场分布再对MOSFET内部结构和材料进行调整，直至达到设计要求范围内的最优。2.2 材料数据库对一个完整的焊接式MOSFET模块而言，从上往下为一个 8层结构：绝缘盖板、密封胶、键合、半导体芯片层、焊接层 1、DBC、焊接层 2、金属底板。MOSFET模块所涉及的主要材料可分为以下几种类型：导体、绝缘体、半导体、有机物和无机物。MOSFET模块的电、热、机械等性能与材料本身的电导率、热导率、热膨胀系数、介电常数、机械强度等密切相关。材料的选型非常重要，为此有必要建立起常用的材料库。2.3 芯片的仿真模型库所涉及的MOSFET芯片有多种规格，包括：1700V 75A/100A/125A；2500V/50A；3300V/50A/62.5A；600V/100A；1200V/100A；4500V/42A；6500V/32A。为便于合理地进行芯片选型（确定芯片规格及其数量），精确分析多芯片并联时的均流性能，首先为上述芯片建立等效电路模型。在此基础上，针对实际电力电子系统中的滤波器、电缆和电机负载模型，搭建一个系统及的仿真平台，从而对整个系统的电气性能进行分析预估。2.4 MOSFET模块的热管理MOSFET模块是一个含不同材料的密集封装的多层结构，其热流密度达到100W/cm2--250W/cm2，模块能长期安全可靠运行的首要因素是良好的散热能力。散热能力与众多因素有关：MOSFET模块所用材料的物理和化学性质、MOSFET芯片的布局、贴片的质量、焊接的工艺水平等。如果贴片质量差，有效散热面积小，芯片与DBC之间的热阻大，在模块运行时易造成模块局部过热而损坏。芯片可靠散热的另一重要因素是键合的长度和位置。假设散热底板的温度分布均匀，而每个MOSFET芯片对底板的热阻有差异，导致在相同工况时，每个MOSFET芯片的结温不同。下图是采用有限元软件对模块内部的温度场进行分析的结果。图2.3MOSFET模块热分布在模块完成封装后，采用FLOTHERM软件的热分析模块，建立包括铜基板、DBC、MOSFET芯片、二极管芯片以及包括铝质键合引线在内的相对完整的数值模拟模型。模拟实际工作条件，施加相应的载荷，得到MOSFET的温度场分布的数值解，为MOSFET温度场分布的测试提供一定的依据。2.5. 芯片布局与杂散参数提取根据MOSFET模块不同的电压和电流等级，MOSFET模块所使用芯片的规格不同，芯片之间的连接方式也不同。因此，详细的布局设计放在项目实施阶段去完成。对中低压MOSFET模块和高压MOSFET模块，布局阶段考虑的因素会有所不同，具体体现在DBC与散热底板之间的绝缘、DBC上铜线迹之间的绝缘以及键合之间的绝缘等。2.6 芯片互联的杂散参数提取MOSFET芯片并联应用时的电流分配不均衡主要有两种：静态电流不均衡和动态电流不均衡。静态电流不均衡主要由器件的饱和压降VCE（sat）不一致所引起；而动态电流不均衡则是由于器件的开关时间不同步引起的。此外，栅极驱动、电路的布局以及并联模块的温度等因素也会影响开关时刻的动态均流。回路寄生电感特别是射极引线电感的不同将会使器件开关时刻不同步；驱动电路输出阻抗的不一致将引起充放电时间不同；驱动电路的回路引线电感可能引起寄生振荡；以及温度不平衡会影响到并联器件动态均流。2.7 模块设计专家知识库通过不同规格MOSFET模块的设计－生产－测试－改进设计等一系列过程，可以获得丰富的设计经验，并对其进行归纳总结，提出任意一种电压电流等级的MOSFET模块的设计思路，形成具有自主知识产权的高压大功率MOSFET模块的系统化设计知识库。3. SiCMOSFET封装工艺3.1 封装常见工艺MOSFET模块封装工艺主要包括焊接工艺、键合工艺、外壳安装工艺、灌封工艺及测试等。3.1.1 焊接工艺焊接工艺在特定的环境下，使用焊料，通过加热和加压，使芯片与DBC基板、DBC基板与底板、DBC基板与电极达到结合的方法。目前国际上采用的是真空焊接技术，保证了芯片焊接的低空洞率。焊接要求焊接面沾润好，空洞率小，焊层均匀，焊接牢固。通常情况下．影响焊接质量的最主要因素是焊接“空洞”，产生焊接空洞的原因，一是焊接过程中，铅锡焊膏中助焊剂因升温蒸发或铅锡焊片熔化过程中包裹的气泡所造成的焊接空洞，真空环境可使空洞内部和焊接面外部形成高压差，压差能够克服焊料粘度，释放空洞。二是焊接面的不良加湿所造成的焊接空洞，一般情况下是由于被焊接面有轻微的氧化造成的，这包括了由于材料保管的不当造成的部件氧化和焊接过程中高温造成的氧化，即使真空技术也不能完全消除其影响。在焊接过程中适量的加人氨气或富含氢气的助焊气体可有效地去除氧化层，使被焊接面有良好的浸润性．加湿良好。“真空+气体保护”焊接工艺就是基于上述原理研究出来的，经过多年的研究改进，已成为高功率，大电流，多芯片的功率模块封装的最佳焊接工艺。虽然干式焊接工艺的焊接质量较高，但其对工艺条件的要求也较高，例如工艺设备条件，工艺环境的洁净程度，工艺气体的纯度．芯片，DBC基片等焊接表面的应无沾污和氧化情况．焊接过程中的压力大小及均匀性等。要根据实际需要和现场条件来选择合适的焊接工艺。3.1.2 键合工艺引线键合是当前最重要的微电子封装技术之一，目前90％以上的芯片均采用这种技术进行封装。超声键合原理是在超声能控制下，将芯片金属镀层和焊线表面的原子激活，同时产生塑性变形，芯片的金属镀层与焊线表面达到原子间的引力范围而形成焊接点，使得焊线与芯片金属镀层表面紧密接触。按照原理的不同，引线键合可以分为热压键合、超声键合和热压超声键合3种方式。根据键合点形状，又可分为球形键合和楔形键合。在功率器件及模块中，最常见的功率互连方法是引线键合法，大功率MOSFET模块采用了超声引线键合法对MOSFET芯片及FRD芯片进行互连。由于需要承载大电流，故采用楔形劈刀将粗铝线键合到芯片表面或DBC铜层表面，这种方法也称超声楔键合。外壳安装工艺：功率模块的封装外壳是根据其所用的不同材料和品种结构形式来研发的，常用散热性好的金属封装外壳、塑料封装外壳，按最终产品的电性能、热性能、应用场合、成本，设计选定其总体布局、封装形式、结构尺寸、材料及生产工艺。功率模块内部结构设计、布局与布线、热设计、分布电感量的控制、装配模具、可靠性试验工程、质量保证体系等的彼此和谐发展，促进封装技术更好地满足功率半导体器件的模块化和系统集成化的需求。外壳安装是通过特定的工艺过程完成外壳、顶盖与底板结构的固定连接，形成密闭空间。作用是提供模块机械支撑，保护模块内部组件，防止灌封材料外溢，保证绝缘能力。外壳、顶盖要求机械强度和绝缘强度高，耐高温，不易变形，防潮湿、防腐蚀等。3.1.3 灌封工艺灌封工艺用特定的灌封材料填充模块，将模块内组件与外部环境进行隔离保护。其作用是避免模块内部组件直接暴露于环境中，提高组件间的绝缘，提升抗冲击、振动能力。灌封材料要求化学特性稳定，无腐蚀，具有绝缘和散热能力，膨胀系数和收缩率小，粘度低，流动性好，灌封时容易达到模块内的各个缝隙，可将模块内部元件严密地封装起来，固化后能吸收震动和抗冲击。3.1.4 模块测试MOSFET模块测试包括过程测试及产品测试。其中过程测试通过平面度测试仪、推拉力测试仪、硬度测试仪、X射线测试仪、超声波扫描测试仪等，对产品的入厂和过程质量进行控制。产品测试通过平面度测试仪、动静态测试仪、绝缘/局部放电测试仪、高温阻断试验、栅极偏置试验、高低温循环试验、湿热试验，栅极电荷试验等进行例行和型式试验，确保模块的高可靠性。3.2 封装要求本项目的SiC MOSFET功率模块封装材料要求如下：（1）焊料选用需要可靠性要求和热阻要求。（2）外壳采用PBT材料，端子裸露部分表面镀镍或镀金。（3）内引线采用超声压接或铝丝键合（具体视装配图设计而定），功率芯片采用铝线键合。（4）灌封料满足可靠性要求，Tg150℃，能满足高低温存贮和温度循环等试验要求。（5）底板采用铜材料。（6）陶瓷覆铜板采用Si3N4材质。（7）镀层要求：需保证温度循环、盐雾、高压蒸煮等试验后满足外观要求。3.3 封装流程本模块采用既有模块进行封装，不对DBC结构进行调整。模块封装工艺流程如下图3.1所示。图3.1模块封装工艺流程（1）芯片CP测试：对芯片进行ICES、BVCES、IGES、VGETH等静态参数进行测试，将失效的芯片筛选出来，避免因芯片原因造成的封装浪费。（2）划片&划片清洗：将整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片，划片后可从晶圆上将芯片取下进行封装；划片后对金属颗粒进行清洗，保证芯片表面无污染，便于后续工艺操作。（3）丝网印刷：将焊接用的焊锡膏按照设计的图形涂敷在DBC基板上，使用丝网印刷机完成，通过工装钢网控制锡膏涂敷的图形。锡膏图形设计要充分考虑焊层厚度、焊接面积、焊接效果，经过验证后最终确定合适的图形。（4）芯片焊接：该步骤主要是完成芯片与 DBC 基板的焊接，采用相应的焊接工装，实现芯片、焊料和 DBC 基板的装配。使用真空焊接炉，采用真空焊接工艺，严格控制焊接炉的炉温、焊接气体环境、焊接时间、升降温速度等工艺技术参数，专用焊接工装完成焊接工艺，实现芯片、DBC 基板的无空洞焊接，要求芯片的焊接空洞率和焊接倾角在工艺标准内，芯片周围无焊球或堆焊，焊接质量稳定，一致性好。（5）助焊剂清洗：通过超声波清洗去除掉助焊剂。焊锡膏中一般加入助焊剂成分，在焊接过程中挥发并残留在焊层周围，因助焊剂表现为酸性，长期使用对焊层具有腐蚀性，影响焊接可靠性，因此需要将其清洗干净，保证产品焊接汉城自动气相清洗机采用全自动浸入式喷淋和汽相清洗相结合的方式进行子单元键合前清洗，去除芯片、DBC 表面的尘埃粒子、金属粒子、油渍、氧化物等有害杂质和污染物，保证子单元表面清洁。（6） X-RAY检测：芯片的焊接质量作为产品工艺控制的主要环节，直接影响着芯片的散热能力、功率损耗的大小以及键合的合格率。因此，使用 X-RAY 检测机对芯片焊接质量进行检查，通过调整产生 X 射线的电压值和电流值，对不同的焊接产品进行检查。要求 X 光检查后的芯片焊接空洞率工艺要求范围内。（7）芯片键合：通过键合铝线工艺，完成 DBC 和芯片的电气连接。使用铝线键合机完成芯片与 DBC 基板对应敷铜层之间的连接，从而实现芯片之间的并联和反并联。要求该工序结合芯片的厚度参数和表面金属层参数，通过调整键合压力，键合功率，键合时间等参数，并根据产品的绝缘要求和通流大小，设置合适的键合线弧高和间距，打线数量满足通流要求，保证子单元的键合质量。要求键合工艺参数设定合理、铝线键合质量牢固，键合弧度满足绝缘要求、键合点无脱落，满足键合铝线推拉力测试标准。（8）模块焊接：该工序实现子单元与电极、底板的二次焊接。首先进行子单元与电极、底板的焊接装配，使用真空焊接炉实现焊接，焊接过程中要求要求精确控制焊接设备的温度、真空度、气体浓度。焊接完成后要求子单元 DBC 基板和芯片无损伤、无焊料堆焊、电极焊脚之间无连焊虚焊、键合线无脱落或断裂等现象。（9）超声波检测：该工序通过超声波设备对模块 DBC 基板与底板之间的焊接质量进行检查，模块扫描后要求芯片、DBC 无损伤，焊接空洞率低于 5%。（10）外壳安装：使用涂胶设备进行模块外壳的涂胶，保证模块安装后的密封性，完成模块外壳的安装和紧固。安装后要求外壳安装方向正确，外壳与底板粘连处在灌封时不会出现硅凝胶渗漏现象。（11）端子键合&端子超声焊接：该工序通过键合铝线工艺，实现子单元与电极端子的电气连接，形成模块整体的电气拓扑结构；可以通过超声波焊接实现子单元与电极端子的连接，超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波焊接具有高机械强度，较低的热应力、焊接质量高等优点，使得焊接具有更好的可靠性，在功率模块产品中应用越来越广泛。（12）硅凝胶灌封&固化：使用自动注胶机进行硅凝胶的灌封，实现模块的绝缘耐压能力。胶体填充到指定位置，完成硅凝胶的固化。要求胶体固化充分，胶体配比准确，胶体内不含气泡、无分层或断裂纹。4. 极端条件下的可靠性测试4.1 单脉冲雪崩能量试验目的：考察的是器件在使用过程中被关断时承受负载电感能量的能力。试验原理：器件在使用时经常连接的负载是感性的，或者电路中不可避免的也会存在寄生电感。当器件关断时，电路中电流会突然下降，变化的电流会在感性负载上产生一个应变电压，这部分电压会叠加电源电压一起加载在器件上，使器件在瞬间承受一个陡增的电压，这个过程伴随着电流的下降。图4.1 a）的雪崩能量测试电路就是测试这种工况的，被测器件上的电流电压变化情况如图4.1 b）。图4.1 a)雪崩能量测试电路图；b)雪崩能量被测器件的电流电压特性示意图这个过程中，电感上储存的能量瞬时全部转移到器件上，可知电流刚开始下降时，电感储存的能量为1/2*ID2*L，所以器件承受的雪崩能量也就是电感包含的所有能量，为1/2*ID2*L。试验目标：在正向电流ID = 20A下，器件单脉冲雪崩能量EAS1J试验步骤：将器件放入测试台，给器件施加导通电流为20A。设置测试台电感参数使其不断增加，直至器件的单脉冲雪崩能量超过1J。通过/失效标准：可靠性试验完成后，按照下表所列的顺序测试（有些测试会对后续测试有影响），符合下表要求的可认为通过。测试项目通过条件IGSS USLIDSS or IDSX USLVGS(off) or VGS(th)LSL USLVDS(on) USLrDS(on) USL (仅针对MOSFET)USL: upper specification limit, 最高上限值LSL: lower specification limit, 最低下限值4.2 抗短路能力试验目的：把样品暴露在空气干燥的恒温环境中，突然使器件通过大电流，观测元器件在大电流大电压下于给定时间长度内承受大电流的能力。试验原理：当器件工作于实际高压电路中时，电路会出现误导通现象，导致在短时间内有高于额定电流数倍的电流通过器件，器件承受这种大电流的能力称为器件的抗短路能力。为了保护整个系统不受误导通情况的损坏，系统中会设置保护电路，在出现短路情况时迅速切断电路。但是保护电路的反应需要一定的时长，需要器件能够在该段时间内不发生损坏，因此器件的抗短路能力对整个系统的可靠性尤为重要。器件的抗短路能力测试有三种方式，分别对应的是器件在不同的初始条件下因为电路突发短路（比如负载失效）而接受大电流大电压时的反应。抗短路测试方式一，也称为“硬短路”，是指IGBT从关断状态（栅压为负）直接开启进入到抗短路测试中；抗短路测试方式二，是指器件在已经导通有正常电流通过的状态下（此时栅压为正，漏源电压为正但较低），进入到抗短路测试中；抗短路测试方式三是指器件处于栅电压已经开启但漏源电压为负（与器件反并联的二极管处于续流状态，所以此时器件的漏源电压由于续流二极管的钳位在-0.7eV左右，，栅压为正），进入到抗短路测试中。可知，器件的抗短路测试都是对应于器件因为电路的突发短路而要承受电路中的大电流和大电压，只是因为器件的初始状态不同而会有不同的反应。抗短路测试方法一电路如图4.2，将器件直接加载在电源两端，器件初始状态为关断，此时器件承受耐压。当给器件栅电极施加一个脉冲，器件开启，从耐压状态直接开始承受一个大电流及大电压，考量器件的“硬”耐短路能力。图4.2 抗短路测试方法一的测试电路图抗短路测试方法二及三的测试电路图如图4.2，图中L_load为实际电路中的负载电感，L_par为电路寄生电感，L_sc为开关S1配套的寄生电感。当进行第二种抗短路方法测试时，将L_load下端连接到上母线（Vdc正极），这样就使L_sc支路与L_load支路并联。初态时，S1断开，DUT开通，电流从L_load和DUT器件上通过，开始测试时，S1闭合，L_load瞬时被短路，电流沿着L_sc和DUT路线中流动，此时电流通路中仅包含L_sc和L_par杂散电感，因此会有大电流会通过DUT，考察DUT在导通状态时承受大电流的能力。当进行第三种抗短路方法测试时，维持图4.2结构不变，先开通IGBT2并保持DUT关断，此时电流从Vdc+沿着IGBT2、L_load、Vdc-回路流通，接着关断IGBT2，那么D1会自动给L_load续流，在此状态下开启DUT栅压，DUT器件处于栅压开启，但漏源电压被截止状态，然后再闭合S1，大电流会通过L_sc支路涌向DUT。在此电路中IGBT2支路的存在主要是给D1提供续流的电流。图4.3 抗短路测试方法二和方法三的测试电路图1） 抗短路测试方法一：图4.2中Vdc及C1大电容提供持续稳定的大电压，给测试器件DUT栅极施加一定时间长度的脉冲，在被试器件被开启的时间内，器件开通期间处于短路状态，且承受了较高的耐压。器件在不损坏的情况下能够承受的最长开启时间定义为器件的短路时长（Tsc），Tsc越大，抗短路能力越强。在整个短路时长器件，器件所承受的能量，为器件的短路能量（Esc）。器件的抗短路测试考察了器件瞬时同时承受高压、高电流的能力，也是一种器件的复合应力测试方式。图4.2测试电路中的Vdc=600V，C1、C2、C3根据器件的抗短路性能能力决定，C1的要求是维持Vdc的稳定，C1的要求是测试过程中释放给被测器件的电能不能使C1两端的电压下降过大（5%之内可接受）。C2，C3主要用于给器件提供高频、中频电流，不要求储存能量过大。对C2、C3的要求是能够降低被测器件开通关断时造成的漏源电压振幅即可。图4.4 抗短路能力测试方法一的测试结果波形图4.4给出了某款SiC平面MOSFET在290K下，逐渐增大栅极脉冲宽度（PW）的抗短路能力测试结果。首先需要注意的是在测试过程中，每测量一个脉冲宽度的短路波形，需要间隔足够长的时间，以消除前一次短路测试带来的器件温度上升对后一次测试的器件初始温度的影响，保证每次测试初始温度的准确。从图中可以看出，Id峰值出现在1 μs和2 μs之间，随着开通时间的增加，Id呈现出先增加后减小的时间变化趋势。Id的上升阶段，是因为器件开启时有大电流经过器件，在高压的共同作用下，器件温度迅速上升，因为此时MOSFET的沟道电阻是一个负温度系数，所以MOSFET沟道电阻减小，Id则上升，在该过程中电流上升的速度由漏极电压、寄生电感以及栅漏电容的充电速度所决定；随着大电流的持续作用，器件整体温度进一步上升，器件此时的导通电阻变成正温度系数，器件的整体电阻将随温度增加逐渐增大，这时器件Id将逐渐减小。所以，整个抗短路能力测试期间，Id先增加后下降。此外，测试发现，当脉冲宽度增加到一定程度，Id在关断下降沿出现拖尾，即器件关断后漏极电流仍需要一定的时间才能恢复到0A。在研究中发现当Id拖尾到达约12A左右之后，进一步增大脉冲宽度，器件将损坏，并伴随器件封装爆裂。所以针对这款器件的抗短路测试，定义Tsc为器件关断时漏极电流下降沿拖尾到达10A时的脉冲时间长度。Tsc越长，代表器件的抗短路能力越强。测试发现，低温有助于器件抗短路能力的提升，原因是因为，低的初始温度意味着需要更多的时间才能使器件达到Id峰值。仿真发现，器件抗短路测试失效模式主要有两种：1、器件承受高压大电流的过程中，局部高温引起漏电流增加，触发了器件内部寄生BJT闩锁效应，栅极失去对沟道电流的控制能力，器件内部电流局部集中发生热失效，此时的表现主要是器件的Id电流突然上升，器件失效；2、器件温度缓慢上升时，导致器件内部材料性能恶化，比如栅极电极或者SiO2/Si界面处性能失效，主要表现为器件测试过程中Vgs陡降，此时，器件的Vds若未发生进一步损坏仍能承受耐压，只是器件Vgs耐压能力丧失。上述两种失效模式都是由于温度上升引起，所以要提升器件的抗短路能力就是要控制器件内部温度上升。仿真发现导通时最高温区域主要集中于高电流密度区域（沟道部分）及高电场区域（栅氧底部漂移区）。因此，要提升器件的抗短路能力，要着重从器件的沟道及栅氧下方漂移区的优化入手，降低电场峰值及电流密度，此外改善栅氧的质量将起到决定性的作用。2） 抗短路测试方法二：图4.5 抗短路能力测试方法二的测试结果波形如图4.5，抗短路测试方法二的测试过程中DUT器件会经历三个阶段：（1）漏源电压Vds低，Id电流上升：当负载被短路时，大电流涌向DUT器件，此时电路中仅包含L_sc和L_par杂散电感，DUT漏源电压较低，Vdc电压主要分布在杂散电感上，所以Id电流以di/dt=Vdc/（L_sc+L_par）的斜率开始上升。随着Id增加，因为DUT器件的漏源之间的寄生电容Cgd，会带动栅压上升，此时更加促进Id电流的增加，形成一个正循环，Id急剧上升。（2）Id上升变缓然后开始降低，漏源电压Vds上升：Id上升过程中，Vds漏源电压开始增加，导致Vdc分压到杂散电感上的电压降低，导致电流上升率di/dt减小，Id上升变缓，当越过Id峰值后，Id开始下降，-di/dt使杂散电感产生一个感应电压叠加在Vds上导致Vds出现一个峰值。Vds峰值在Id峰值之后。（3）Id、Vds下降并恢复：Id，Vds均下降恢复到抗短路测试一的高压高电流应力状态。综上所述，抗短路测试方法一的条件比方法一的更为严厉和苛刻。3） 抗短路测试方法三：图4.6 抗短路能力测试方法二的测试结果波形如图4.6，抗短路测试方法三的波形与方法二的波形几乎一致，仅仅是在Vds电压上升初期有一个小的电压峰（如图4.6中红圈），这是与器件发生抗短路时的初始状态相关的。因为方法三中器件初始状态出于栅压开启，Vds为反偏的状态，所以器件内部载流子是耗尽的。此时若器件Vds转为正向开通则必然发生一个载流子充入的过程，引发一个小小的电压峰，这个电压峰值是远小于后面的短路电压峰值的。除此以外，器件的后续状态与抗短路测试方法二的一致。一般来说，在电机驱动应用中，开关管的占空比一般比续流二极管高，所以是二极管续流结束后才会开启开关管的栅压，这种情况下，只需要考虑仅开关管开通时的抗短路模式，则第二种抗短路模式的可能性更大。然而，当一辆机车从山上开车下来，电动机被用作发电机，能量从车送到电网。续流二极管的占空比比开关管会更高一点，这种操作模式下，如果负载在二极管续流且开关管栅压开启时发生短路，则会进行抗短路测试模式三的情况。改进抗短路失效模式二及三的方法，是通过给开关器件增加一个栅极前钳位电路，在Id上升通过Cgd带动栅极电位上升时，钳位电路钳住栅极电压，就不会使器件的Id上升陷入正反馈而避免电流的进一步上升。试验目标：常温下，令Vdc=600V，通过控制Vgs控制SiC MOSFET的开通时间，从2μs开通时间开始以1μs为间隔不断增加器件的开通时间，直至器件损坏，测试过程中保留测试曲线。需要注意的是，在测试过程中，每测量一个脉冲宽度的短路波形，需要间隔足够长的时间，以消除前一次短路测试带来的器件温度上升对后一次测试的器件初始温度的影响，保证每次测试初始温度的准确。试验步骤：搭建抗短路能力测试电路。将器件安装与测试电路中，保持栅压为0。通过驱动电路设置器件的开通时间，给器件一个t0=2μs时间的栅源脉冲电压，使器件开通t0时间，观察器件上的电流电压曲线，判断器件是否能够承受2μs的短路开通并不损坏；如未损坏，等待足够长时间以确保器件降温至常温状态，设置驱动电路使器件栅源电压单脉冲时间增加1us，再次开通，观察器件是否能够承受3μs的短路开通并不损坏。循环反复直至器件发生损坏。试验标准：器件被打坏前最后一次脉冲时间长度即为器件的短路时长Tsc。整个短路时长期间，器件所承受的能量为器件的短路能量Esc。4.3 浪涌试验目的：把样品暴露在空气干燥的恒温环境中，对器件施加半正弦正向高电流脉冲，使器件在瞬间发生损坏，观测元器件在高电流密度下的耐受能力。试验原理：下面以SiC二极管为例，给出了器件承受浪涌电流测试时的器件内部机理。器件在浪涌应力下的瞬态功率由流过器件的电流和器件两端的电压降的乘积所决定，电流和压降越高，器件功率耗散就越高。已知浪涌应力对器件施加的电流信号是固定的，因此导通压降越小的器件瞬态功率越低，器件承受浪涌的能力越强。当器件处于浪涌电流应力下，电压降主要由器件内部寄生的串联电阻承担，因此我们可以通过降低器件在施加浪涌电流瞬间的导通电阻，减小器件功率、提升抗浪涌能力。a）给出了4H-SiC二极管实际浪涌电流测试的曲线，图4.7 a）曲线中显示器件的导通电压随着浪涌电流的上升和下降呈现出“回滞”的现象。图4.7 a）二极管浪涌电流的实测曲线； b）浪涌时温度仿真曲线浪涌过程中，器件的瞬态 I-V 曲线在回扫过程中出现了电压回滞，且浪涌电流越高，器件在电流下降和上升过程中的压降差越大，该电压回滞越明显。当浪涌电流增加到某一临界值时，I-V 曲线在最高压降处出现了一个尖峰，曲线斜率突变，器件发生了失效和损坏。器件失效后，瞬态 I-V 曲线在最高电流处出现突然增加的毛刺现象，电压回滞也减小。引起SiC JBS二极管瞬态 I-V 曲线回滞的原因是，在施加浪涌电流的过程中，SiC JBS 二极管的瞬态功率增加，但散热能力有限，所以浪涌过程中器件结温增加，SiC JBS 二极管压降也发生了变化，产生了回滞现象。在每次对器件施加浪涌电流过程中，随着电流的增加，器件的肖特基界面的结温会增加，当电流降低接近于0时结温才逐渐回落。在浪涌电流导通的过程中，结温是在积累的。由于电流上升和下降过程中的结温的差异，导致了器件在电流下降过程的导通电阻高于电流在上升过程中导通电阻。这使得电流下降过程 I-V 曲线压降更大，从而产生了在瞬态 I-V 特性曲线电压回滞现象。浪涌电流越高，器件的肖特基界面处的结温越高，因此导通电阻就越大，而回滞现象也就越明显。为了分析器件在 40 A 以上浪涌电流下的瞬态 I-V 特性变化剧烈的原因，使用仿真软件模拟了肖特基界面处温度随电流大小的变化曲线，如图4.7 b)所示，在 40 A 以上浪涌电流下，结温随浪涌电流变化非常剧烈。器件在 40 A 浪涌电流下，最高结温只有 358 K。但是当浪涌电流增加到60 A 时，最高结温已达1119 K，这个温度足以对器件破坏表面的肖特基金属，引起器件失效。图4.7 b)中还可以得出，浪涌电流越高，结温升高的变化程度就越大，56 A 和 60 A 浪涌电流仅相差 4 A，最高结温就相差 543 K，最高结温的升高速度远比浪涌电流的增加速度快。结温的快速升高导致了器件的导通电阻迅速增大，正向压降快速增加。因此，电流上升和下降过程中，器件的导通压降会更快速地升高和下降，使曲线斜率发生了突变。器件结温随着浪涌电流的增大而急剧增大，是因为它们之间围绕着器件导通电阻形成了正反馈。在浪涌过程中，随着浪涌电流的升高，二极管的功率增加，产生的焦耳热增加，导致了结温上升；另一方面，结温上升，导致器件的导通电阻增大，压降进一步升高。导通电压升高，导致功率进一步增加，使得结温进一步升高。因此器件的结温和电压形成了正反馈，致使结温和压降的增加速度远比浪涌电流的增加速度快。当浪涌电流增加到某一临界值时，触发这个正反馈，器件就会发生失效和损坏。长时间的重复浪涌电流会在外延层中引起堆垛层错生长，浪涌电流导致的自热效应会引起顶层金属熔融，使得电极和芯片之间短路，还会导致导通压降退化和峰值电流退化，并破坏器件的反向阻断能力。金属Al失效是大多数情况下浪涌失效的主要原因，应该使用鲁棒性更高的材料替代金属Al，以改善SiC器件的高温特性。目前MOS器件中，都没有给出浪涌电流的指标。而二极管、晶闸管器件中有这项指标。如果需要了解本项目研发的MOSFET器件的浪涌能力，也可以搭建电路实现。但是存在的问题是，MOS器件的导通压降跟它被施加的栅压是相关的，栅压越大，导通电阻越低，耐浪涌能力越强。如何确定浪涌测试时应该给MOSFET施加的栅压，是一个需要仔细探讨的问题。试验目标：我们已知浪涌耐受能力与器件的导通压降有关，但目前无法得到明确的定量关系。考虑到目标器件也没有这类指标的参考，建议测试时，在给定栅压下（必须确保器件能导通），对器件从低到高依次施加脉冲宽度为10ms或8.3ms半正弦电流波，直到器件发生损坏。试验步骤：器件安装在测试台上后，器件栅极在给定栅压下保持开启状态。通过测试台将导通电流设置成10ms或8.3ms半正弦电流波，施加在器件漏源极间。逐次增加正弦波的上限值，直至器件被打坏。试验标准：器件被打坏前的最后一次通过的浪涌值即为本器件在特定栅压下的浪涌指标值。以上内容给出了本项目研发器件在复合应力及极端条件下的可靠性测试方法，通过这些方法都是来自于以往国际工程经验和鉴定意见，可以对被测器件的可靠性有一个恰当的评估。但是，上述方法都是对测试条件和测试原理的阐述，如何通过测试结果来评估器件的使用寿命，并搭建可靠性测试条件与可靠性寿命之间的桥梁，就得通过可靠性寿命评估模型来实现。

所属各研究单元：　　为落实中科院2022年重点工作安排，进一步支撑我院科研仪器设备研发，推动我所科研仪器设备自主研制和创新发展，促进原创性科技创新成果产出, 所级公共技术中心以关键核心部件攻关及关键核心技术突破，围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，安排专项经费支持高端科学仪器国产化工作。经对相关科研人员开展问卷调查后，现就2022年度高端科学仪器国产化及核心部件开放基金申报工作通知如下：　　一、基金申请基本条件　　1、申请人应确保有足够精力从事开放基金课题的研究 　　2、项目以满足高端科学仪器的实际需求为目的，应有独到的设计思想、切实可行的技术方案和明确的验收指标，并能产出实用的关键器件或核心技术。　　3、重点资助“院特别研究助理、院/所青促会会员、35岁以下在职博士”(女性适当放宽)人员 　　4、开放基金的经费管理与使用严格按照《西安光机所科研项目经费“包干制”管理办法》(西光财资字2020[62]号)。资助经费一次核准分阶段下达。　　二、开放基金重点支持研究方向　　1、国家“高端光电仪器”—国产化核心技术及关键部件　　突破高分辨计算光学成像、多维超快相干光谱技术、皮秒光学精密测量、高效能光子极端制造、极限光制造与测量等关键技术，研发新一代单细胞及分子功能可视化、光电多模态多尺度医学诊断、核磁共振成像等系列光电装备。　　2、国家“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”计划　　(1)高端科学仪器的核心技术及关键部件(详见附件)　　高端通用科学仪器工程化及应用开发、高分辨率二次离子质谱分析仪、单细胞质谱分析仪、高速高空间分辨生物组织成像质谱仪、快速热化学反应过程分析仪、高灵敏数字化生物气溶胶直接分析仪、多模态超高分辨率成像仪、高通量拉曼流式细胞分选仪、紫外-可见光高分辨率光谱仪、扫描式光场辐射度计、紫外光电子谱分析仪、多自由度非接触三维光学扫描仪、微探头传感器式激光干涉仪、光电集成电路及器件参数综合测试仪、全光纤非线性单光子显微光谱仪、多功能扫描探针显微镜、高分辨地球电磁特性综合测量仪、高精度超导重力仪、形貌动态显微成像仪、三维复杂结构非接触精密测量与无损检测仪、高频阵列超声成像分析仪、超宽带高性能噪声系数分析仪、天线环境效应多参数综合测试仪、毫米波与太赫兹材料电磁特性测试仪、高性能物联网综合测试仪、多通道混合信号示波器、微观电磁物性自旋量子精密测量仪、超导低温电流比较仪、自主创新科学仪器、核磁共振波谱仪、宽频带取样示波器、高灵敏手性物质离子迁移谱与质谱联用仪、活细胞超分辨高速全景成像系统关键部件研发及应用等。　　(2)核心关键部件开发与应用(详见附件)　　大功率端窗型X射线光管、450kV X射线源、120kV热场发射电子枪、裂解源、宽带半导体增益激光器、1560 nm激光直接激发太赫兹源、高分辨率电源测量模块、宽带射频功率放大器、正电子断层成像探测器、抗辐照硅单光子探测器面阵、半导体伽马射线成像探测器、微型非放射离子迁移传感器、二维平面中子探测器、光谱色散式膜厚探测器、光学麦克风、高性能紫外成像探测器、碲镉汞制冷红外探测器、电磁力配衡重量检测器、可转运磁共振成像探测阵列、程控升降温与称重多功能探测器、高灵敏度大动态范围微电流计、微型比例阀、抗振动分子泵、微焦点X射线准直装置、宽频带同轴开关、毫米波隔离器、宽频带微型化双定向耦合器、扩口微通道板、热场发射电子源、磁共振成像低温探头、X射线能谱探测器、太赫兹超导混频器。　　3、中国科学院科学仪器研制共性关键技术重点方向　　(1)量子科学、生命医疗、大科学装置用高端科学仪器　　(2)仪器研制共性关键技术(详见附件)　　探测器技术、传感器技术、激光器技术、质谱技术、电子显微技术、核磁共振技术、光谱与成像技术、光学成像技术、极低温技术 以及重大设施中的光学仪器及器件、生命医疗领域的仪器及器件、量子科学中的的仪器及器件　　4、国产高端科学仪器头部企业及前沿用户需求　　(略)清单可至所级中心查阅　　三、受理时间　　1、提交《拟申请开放基金汇总表》时间：2022年3月20日～2022年4月5日。　　2、开放基金申报受理时间：2022年3月20日～2022年4月20日。　　四、评议程序、资助方式、课题及成果管理　　1、西安光机所大型科研装备规划及共享管理委员会+中国仪器仪表学会专家+“前沿”用户专家+头部企事业单位专家 　　2、每年支持基金4项，每项30万，周期1年(择优后持续支持) 　　3、标注形式：　　(1)资助课题发表论文均需注明“西安光机所所级中心高端科学仪器国产化及核心部件开放基金项目资助”或“The project was supported by theLocalization and core components of high-end scientific instruments Open Research Fund of Institutional Center for Shared Technologies and Facilities, XIOPM, CAS”。　　(2)全部经费资助课题，西安光机所所级中心为第一署名单位 部分经费资助或以基础条件资助课题，西安光机所所级中心至少是第二署名单位。　　所级中心联系人：赵阳 029-88887812，13891811660　　邮 箱：zhaoyang@opt.ac.cn　　所级公共技术中心　　2022年3月18日　　附件：　　　1.国家基础科研条件与重大科学仪器设备研发专项方向.pdf　　2.中国科学院科学仪器研制共性关键技术及重点方向.docx　　3.高端科学仪器国产化及核心部件开放基金实施方案.docx　　4.拟申请开放基金项目汇总表.xls　　5.开放基金项目所内评审标准.doc

3月13日，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，明确到2027年，工业、农业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。《方案》明确了5方面20项重点任务，其中在实施设备更新行动方面，提到要提升教育文旅医疗设备水平，明确指出将“推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平；严格落实学科教学装备配置标准，保质保量配置并及时更新教学仪器设备……”以下为仪器信息网整理的高等职业学校光伏发电技术与应用专业仪器设备装备规范，以飨读者。表1 基础实验仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所教学实训 目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范电 工 电 子 实 验 室1.理解基 本电路原 理；2.会识读 电气图纸； 3.会根据 测量信号 分析电路 工作特性； 4.掌握常 用电子元 器件识别 的基本检测方法；5.掌握常 用电子仪 器仪表的 使用方法。1电 工 电 子 实 验 台1.能验证电路基本定理定律；2.具有基本电参数的测量功能；3.可完成 R、L、C 等电路元件的特性分析及 电路实验；4.具备单相、三相交流电路的实验功能；5.具有模拟电子电路、 具有数字电子电路的 实验功能；6.具有漏电保护功能。台10202万用表1.直流电压： （0～25）V；20000Ω/V （0～500）V；5000Ω/V； ±2.5%；2.交流电压：（0～500）V；5000Ω/V；±5.0%； 3.电阻： 量程，0～4kΩ~40kΩ~400kΩ~ 4MΩ~40MΩ 25Ω 中心； ±2.5%；4.音频电平： -10dB～+22dB。台10203信号发 生器1.频率范围： 0.1Hz～1MHz；2.输出波形： 正弦波、方波、三角波、脉冲 波；3.输出信号类型： 单频、调频、调幅等； 4.外测频灵敏度：100mV；5.外测频范围： 1Hz～10MHz；6.输出电压： ≥20Vp-p(1MΩ) ，≥10Vp-p(50Ω)；7.数字显示； TTL/CMOS 输出；台10204双踪示 波器1.频宽： 20MHz；2.偏转因数： 5 mV/div～20 V/div； 3.上升时间： ≤17 ns；4.垂直工作方式： CH1、CH2、ALT、CHOP、 ADD ；5.扫描时间因数： 0.2μs/div～0.5s/div； 6.触发方式： 自动、常态、TV-H、TV-V；7.触发源： 内(CH1,CH2,交替)、外、电源； 8.触发灵敏度：内触发不小于 1div，外触 发不小于 0.5Vp-p。台10205交流毫 伏表1.测量范围： 0.2mV～600V；2.频率范围： 10Hz～600kHz；3.电压测试不确定度： ±1%；4.输入阻抗： 1MΩ。台1020表2 基础实训仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所教学实训 目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范电气控制与PLC控制实训室1. 了解单 相、三相 交流电机 的基本电 气控制原 理 与 方 法 。 2. 掌 握 电气系 统 一般故 障的产生 原因与故 障排除方 法；3. 熟 悉 PLC 基 本 指令编程 方法，掌 握 用 PLC 控制简单 对象的方 法 和 技 能。1电气控 制 与 PLC 控 制实验 装置1.具有可靠的漏电保护功能；2.配有常用低压电器，可在该装置上完成 低压电器控制实验实训项目；3.采用可编程逻辑控制器进行控制实训项 目；4.输入电源：三相四线制，380V±38V， 50Hz；单相 ，220V±22V，10A，50Hz；直 流电源，24V/2A；5．I/O 点＞20；6.可进行 PLC 硬件接线与软件编程功能， 能对 PLC 进行安装与维护操作；7．有可用 PLC 控制的控制对象，实现其动 作执行；8．有可供开放式连接的按钮及 I/O 量和模 拟量输入传感器。套1020电力电子实训室1.理解常 见电力电 子器件工 作原理； 2.理解常 见整流电 路工作原 理；3.理解逆 变电路工作原理。1电力电 子实训 装置1.具有可靠的漏电保护功能；2.可进行单相、三相不可控整流电路连接 与测试实验；3.可进行单相、三相可控整流电路连接与 测试实验；4.可进行单相桥式有源逆变电路实验； 5.可进行单相交流调压电路实验；6.可进行三相交流调压电路实验；7.可进行六种直流斩波电路(Buck、Cuk、 Boost、Sepic、Buck-Boost、Zeta)的电路 实验；8.可进行单相交直交变频电路实验；9.可进行正弦波(SPWM)逆变电路实验； 10.可进行全桥 DC/DC 变换电路实验。台1020表3 专业实验仪器设备装备要求实 训教 学 场 所实训教学目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准代码备注合格示范光 伏 原 理 及 应 用 实 验 室1. 了解光照 条件和其它环 境因素对太阳 能电池发电量 的影响；2.了解光伏产 业链不同环节 的生产工艺流 程；3.了解光伏发 电的应用；3.理解控制器、蓄电池、 逆变器的工作 原理，掌握其 使用方法；4.能进行光伏 发电系统的安 装与调试；5.能进行太阳 能电池的电性 能测试。1光伏电 池特性 测试仪1.能测试不同光强度下完整的 I-V 曲线、P-V 曲线、开路电压和短路 电流；2.能测试太阳能电池负载特性及转 换效率等。台20402太阳光 测试仪1.具有检测太阳光强度的功能；2.具有检测太阳光有效辐射 的功 能；3.具有检测分析太阳光光谱 的功 能。套10203环境检 测仪能够检测风速、温度、露点、湿度、 气压、海拔高度等环境参数套124光伏产 品展示 柜（室）1.展示硅砂、工业硅、太阳能级硅、 硅块、硅棒、硅片等原材料；2.展示各型电池片；3.展示单晶硅、多晶硅和非晶硅等 光伏组件以及其它类型光伏电池；4.展示典型光伏产品，如： 太阳能手电筒、太阳能充电器等；5.光伏产业工艺流程展示图。套115光伏发 电实验 装置1.系统包括：光伏组件、控制器、 逆变器、蓄电池、光源和负载；2.系统各部件之间相对独立，可根 据实验要求连接；3.能进行光伏发 电原理 的相关实 验，包括 I-V 特性曲线实验、直流 负载实验、充放电实验、逆变和交 流负载实验。套1020光伏系统安全 应符合GB/T 20047.1-2006表3 专业实验仪器设备装备要求(续)实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范光 伏 材 料 检 测 实 验 室1.能进行硅 片的外观特性检测；2.能利用冷 热探针法测 量半导体类型；3.能利用四 探针电阻率 测量法对半 导体材料电 阻率及薄层 电阻进行检测；4.能进行单 晶硅、非晶 硅的非平衡 少数载流子寿命的测量；5.会对硅片 制绒时的绒 面，丝网印 刷时的栅线 宽度等进行 检测；1游标卡尺测量范围： 0mm～200mm；测量精度：机械游标卡尺 0.02mm；数显游标卡尺 0.01mm。把4040示范数显游标卡尺不少于20把2翘 曲 度 测 量仪翘曲度测量范围:1μm～20μm； 重复精度：0.5%；测量参数：曲率半径、晶圆弯曲高 度、翘曲度。台23P-N 型测试 仪测量范围：电阻率： 0.01Ω ²cm～200Ω ²cm功耗：≤30W。台5104四 探 针 电 阻 率 测 试 仪数字电压表量程：0 mV～199.999mV；灵敏度： 1μV；输入阻抗： 1000MΩ 可测电阻范围： 1μΩ~1MΩ 可测硅片尺寸：Φ15 mm~Φ200mm。台5105半 导 体 少 子 寿 命 测 量仪寿命测试范围： ≥2μs；光脉冲发生装置：重复频率≥25 次/s；脉宽≥60μs；光脉冲关断时间≤5μs；红外光源波长：1.06μm～1.09μm；低输出阻抗，输出功率≥1W； 配用示波器：频带宽度不低于 10MHz。台11表3 专业实验仪器设备装备要求(续)实 训 教 学 场 所实训教学目 标仪 器 设 备序 号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准 代码备注合 格示 范光 伏 材 料 检 测 实 验 室6.会根据单 晶硅和多晶 硅太阳能电 池的电性能 参数进行分 选。6电子天平量程： ≥100g；精度： ≤0.01g；称盘尺寸： ≥150mm³200mm。台127金 相 显 微 镜物镜倍数： 5X、10X、20X、50X、 100X；目镜倍数： 10X；观察功能： 明场、高级暗场、圆偏 光；可配图像分析系统(摄像头、图像 分析软件)。台5108太 阳 能 电 池分选机光谱范围：应符合 GB/T 6495.9－2006（等级 A）要求；辐照强度调节范围：70 mW/cm2～120mW/cm2；辐照不均匀度≤3%；辐照不稳定度≤3%；测试结果一致性≥99%；电性能测试误差≤2%；有效测试面积≥125mm³125mm； 有效测试范围：0.1W～5W；测试参数：短路电流、开路电压、 最大功率、最大电流、填充因子、 转换效率、测试温度。台129椭偏仪光源：氙灯；波长范围：250 nm～830nm； 波长分辨率：1.0 nm；入射角范围：20º~90º 入射角精度：0.001º 椭偏参数精度：D ±0.02º、 Y ±0.01º 光学常数精度优于 0.5% 膜厚准确度： ±0.1nm。台12表4 专业实训仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序号名称规格、主要参数或主要要求单 位数量执行标准代码备注合 格示 范光 伏 组 件 加 工 实 训 室1.了解光 伏组件的组成；2.了解光 伏组件的 生产工艺流程；3.掌握电 池片切割、 测试、焊 接、串接、 敷设、组件 层压、修 边、装框、 接线盒安 装等操作方法；4.掌握光 伏组件光电性能的 检测方法； 5. 掌 握 异 常情况下 的处理方 法。1激光划 片机激光波长： 1.064μm；激光重复频率： 200Hz～50kHz；激光功率： ≥20W；划片线宽：≤300μm；最大划片速度：≥100mm/s；划片精度：≤10μm工作电源： 380V（220V）/50Hz使用电源功率：≥2.5kVA。台122台11表4 专业实训仪器设备装备要求(续)实 训 教 学 场 所执行标准 代码备 注合 格示 范光 伏 组 件 加 工 实 训 室同上

项目编号：清设招第20221199号（2241STC74159）项目名称：清华大学氧氮氢测试仪预算金额：300.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：300.0000000 万元（人民币）采购需求：标的名称数量简要技术需求或服务要求氧氮氢测试仪1套能够测定各种金属材料中的氧、氮和总氢含量以及高强钢或熔敷金属中的扩散氢含量。其中，电极脉冲炉最大功率≥7.5KW，最高温度≥3000℃，H元素的检出限≤ 0.1ppm。详见采购需求。 设备用途介绍：能够测定各种金属材料中的氧、氮和总氢含量以及高强钢或熔敷金属中的扩散氢含量。可以为材料、物理、化学、机械、电机、航天等学科的科研工作提供技术支撑。注：投标人必须针对本项目所有内容进行投标，不允许拆分投标。合同履行期限：合同签订后240日内完成设备交货、安装及调试工作。本项目( 不接受 )联合体投标。

霍尔德上市新品啦！2024年01月19日上市了一款荧光光谱测金仪【荧光光谱测金仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】黄金质量的鉴别主要分为定性检验和定量检验。定性检验，是透过黄金的质地、硬度与质量的细微差异，用我们的肉眼去判断纯度。而定量检验，则通过精确测量黄金的物理特性，将纯度转化为数字，使我们对黄金纯度的理解更加深入、更加明确。光谱测金仪配备“一键测试”智能软件，能一键智能检测20种金属：金，银，铂，钯，铼，铱，钨，镉，铜，镍，锌，铑，钌，铁，钴，锇，铅，锡，铟，锰，是目前市场上最便宜的能检测“铼”元素的光谱仪，能同时显示贵金属百分比纯度、黄金K值。除了检测常见金银铂钯等贵金属外，还能识别“黄金掺铼”；仪器稳定性好、精度高，能区分99.99金和99.90金，适用于黄金回购、珠宝零售、典当质检、大专院校珠宝专业、珠宝教育培训等行业。技术参数分析范围：0.01%~99.99%； 测量精度：0.05%； 高压电源：0~50KV； 光管管流：0uA~1000uA； 摄像头：高清摄像头； 探测器：增强型正比计数管探测器； 多道分析器：多通道模拟； 样品腔尺寸：310*270*90(mm)； 测试时间：5~60秒； 测量元素：可检测20种金属：金，银，铂，钯，铼，铱，钨，镉，铜，镍，锌，铑，钌，铁，钴，锇，铅，锡，铟，锰； 分析软件：定性定量分析软件； 环境温度：5℃~30℃； 相对湿度：15%~85%； 电源要求：AC220V士5V,附近无大功率电磁和振动干扰源； 外部尺寸：450*400*390（mm）； 额定功率：120W； 重量：36Kg。

宝马集团、梅赛德斯-奔驰公司和大众集团的奥迪和保时捷与福特汽车公司共同成立合资企业IONITY。近期IONITY对外发布了其HPC超级充电站的规划与站点，终于让我们得以窥见这个足以为整个欧洲所有电动汽车提供电力支持的HPC多么厉害。德国Comemso集团成功参与充电测试并提供技术支持。德国Comemso欧标CCS联合充电测试仪能分析测试最新HPC高压充电技术。HPC的全称是High Power Charging，就是大功率充电。IONITY的HPC表现要更为突出，将提供350kW的输出功率，将近特斯拉的3倍。除大功率外，该网络还将基于联合充电系统（CCS）标准技术建立。所谓的联合充电系统（CCS），其实是由一系列知名厂家联合构建的充电技术标准，目的是为了促使这项标准成为全世界电动车充电的主要规格（之一）。成员包括宝马、菲亚特克莱斯勒集团、福特、通用汽车、菲尼克斯电子、保时捷、雷诺、特斯拉等厂商。欧盟委员会规定使用符合IEC 62196标准的CCS 2型充电系统作为整个欧洲统一的充电标准。组合式充电系统（CCS）符合IEC 62196-3和SAE J1772标准，也就是涵盖了欧洲和北美标准。总之，HPC超级充电网络建立，就意味着该组织旗下的车型均能享受其充电服务，比如宝马i系、大众e-Up和e-Golf、奔驰EQ子品牌以及丰田后续电动车等，而同样推行此标准的通用、特斯拉等，也不排除将会使用该充电站的可能。此外，在充电类型上，每个车站将会配备2级的AC（交流）充电器和3级的DC（直流）充电器，这与联合充电系统（CCS）的规划一致。德国科尼绍Comemso电动汽车充电模拟器(欧标,日标,国标)EV充电分析仪用于新能源电动汽车充电过程的分析与评价符合交流AC标准:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015符合直流DC标准: IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015标准电动汽车的发展为汽车和充电系统制造商带来了新的挑战。由于230V交流电源分布普遍，新能源电动汽车的导电充电系统得到广泛应用。相关各种新的标准IEC 61851-1，DIN 70121，ISO 15118、 SAE J1772描述了欧洲和美国交流和直流充电系统的要求，同时中国GB／T也对充电系统和协议进行了规范和要求；充电回路波形以及充电过程的控制信号提出了各自的表述和要求。德国Comemso欧标CCS联合充电测试仪随着电动汽车与充电设施的不断开发与更新，不同的电动汽车和充电桩之前可能会出现系统的相容性问题以及难以避免的干扰问题。同时，由于充电过程耗时相对较长，充电中断等情况的原因往往很难直接找到。科尼绍ComemsoEV充电分析仪/模拟器欧标CCS联合充电测试仪，通过对充电过程中控制信号和负载回路的监测与评价，为充电中各种问题的分析和解决提供有效的途径。科尼绍Comemso电动充电分析仪/模拟器设备欧标CCS联合充电测试仪，是面向新能源领域充电桩/电动汽车的一款优秀检测设备，不仅可以模拟车、模拟桩，也可以设置在车与桩之间进行监测，同时又具备机架式和便携式两种产品类型。该设备，在欧洲/北美早已作为充电测试首选，国际知名整车厂如宝马、奔驰、奥迪、福特等和充电桩设备制造商有广泛的使用。德国Comemso科尼绍进口充电分析仪产品优势：* 可同时提供实验室专用机架式和用于室外使用的便携式* 充电回路、CP控制信号、PLC信号同时解析* 长时间无损数据分析* 满足IEC、DIN 、SAE、ISO 、GB/T等全球各种标准的测试需求* 应对全世界范围内的各种插头和接口符合各种标准的充电分析仪，德国Comemso欧标CCS联合充电测试仪符合交流AC标准：IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015符合直流DC标准：IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015WPT无线充电标准：JSON (SAE J2954)产品应用1、车辆开发企业(1)使用EVCA模拟充电桩, 根据自己的厂内标准,模拟异常信号, 设计出比国标要求更严格的电动汽车以符合市场上所有的充电桩(2)使用EVCA对电动汽车进行是否符合当地标准的检测(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测2、充电桩设备企业(1)使用EVCA模拟充电桩, 根据自己的厂内标准,模拟异常信号, 设计出比国标要求更严格的电动汽车以符合市场上所有的充电桩(2)使用EVCA对电动汽车进行是否符合当地标准的检测(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测3、第三方检测机构(1)使用EVCA对充电桩是否符合当地标准进行检测(2)使用EVCA发现充电过程中的不良问题,并对送检 单位提出改善的意见以及改善方法专为不同类型的使用而设计1、充电全过程中进行实时测试分析(Man-in-the-Middle模式):放在EVSE-EV中间,对充电过程进行监测；可以长时间进行数据记录*电流负载回路品质监测：设定负载电流的允许波动范围，自动纪录超过设定范围的片段数和位置。* CP信号品质监测：设定控制信号的平台值、频率、占空比等参数的误差允许范围。2、 EV Test模式 电动汽车测试模拟EV Test模拟充电桩，和电源组合进行动作，检测电动汽车* CP信号耐受性模拟测试* EV端响应速度测试* PP响应模拟测试 3、EVSE Test模式测试EVSE充电桩EVSE Test模拟电动汽车，搭配电源电子负荷，检测充电桩* EVSE输出CP信号的品质检测* 负载响应速度测试* EV端R误差模拟测试* EV端故障模拟测试* 线路、接口故障、老化测试* CP信号短路测试

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为了多方位展现我国在近红外光谱领域的最新成果，仪器信息网和近红外光谱分会计划合作制作《近红外光谱新技术/应用进展》网络专题，同时也以此献礼近红外分会成立10周年，并寄语2021年国际近红外大会。我是受益于近红外分会和仪器信息网的人，感恩无限。愿借此机会，把自己多年来对近红外在果蔬品质无损检测方面的认识和认知与大家共享。中国农业大学 韩东海教授　　1. 前言　　以前我不论是指导学生科研还是学会报告话题都比较大，宏观且泛泛。论述宏观有利于扩宽人们的视野，开阔思路，但不能解决具体问题。今天着重讲些细节，有些属于经验之谈，直击要点，但略显有点理论支撑不足。我认为两者均不可或缺，只是每个人的发展阶段不同从而导致的需求不同而已。　　本文对于研究果蔬品质无损检测的专家学者也许能有些帮助，而对于其他研究方向的如能有所参考就是万幸了。　　近红外是个多学科交叉的结晶，不同专业背景、不同经历会有不同体会，有不妥之处，望多多指正。　　2. 果蔬分选简介　　先简单介绍一下果蔬分选。果蔬分选包括两大独立要素。一个是大中小的级别分选，一个是优良中差的等级分选。大果中有优良中差，优果中有大中小。近红外在果蔬分选上的应用始于二十世纪80年代末。之前的果蔬分选主要是级别分选，部分用机器视觉或依靠人工按照外观颜色进行等级分选。外观颜色与内部品质有一定的相关性，但难以达到生产要求。一是误判率较高，二是有些果蔬无法实施，例如猕猴桃等。而且那时的设备大小宽窄尺寸基本是固定的，不能轻易更改。　　近红外在果蔬内部品质检测上的应用使得分选设备发生了革命性的变化。首先，实现了内部品质等级无损检测，大大地提升了分选设备功能，从这个意义上讲，近红外引领果蔬分选技术实现了飞跃式发展；二是设备结构大为简化，大小宽窄可自由组合，就像积木一样。　　3. 近红外与果蔬检测可谓绝配　　近红外与众多物料有着非常完美的结合。例如烟草、饲料、石油化工、医药。果蔬也是其中一例，不过内涵却与其它不同。　　首先是波长范围。果蔬水分约为80-90%，水果糖度在10-20°Brix之间。其他成分虽然很多，但含量很少。1100nm以下的短波近红外适用于果蔬类高水分物料。　　其次是光谱采集方式。果蔬内部质量无损检测除了糖度以外，还要检测内部褐变、糖心等，必须采用透射方式采集光谱。短波近红外穿透力强，加之，1100nm以下属于硅检测器范围，仪器造价比铟镓砷要便宜很多，这又为大量普及应用创造了有利条件，为量大利薄的农产品销售提供了强有力的支撑，因此是最佳选择。　　最后是光源功率。果蔬品质无损检测手持和便携以及台式专用仪器的电源功率，LED最小，卤素灯小则1-2W，大则12W。而用于在线检测时，1秒钟要检测5-6个果蔬，西瓜每秒3-4个，扫描时间短，需要配置高达200-300W大功率光源，检测西瓜时甚至达到2000W。　　4. 近红外首先在水果在线检测上发力　　1989年，日本三井金属矿业株式会社EI推进事业部在冈山县一宫农协推出了世界上第一台桃果实糖度在线漫反射无损检测分选设备，1992年又相继推出了苹果、梨的检测系统。之后，杂贺技术研究所、MAKI制作所、NIRECO也研制出类似设备，继而在日本大面积推广。　　基于漫反射原理的检测主要用于薄皮水果诸如苹果、梨、桃等，而用于柑橘检测则效果不佳，于是又研发出基于透射原理的检测，一直延续至今。随着检测项目的增加，由单一的糖酸度向内部褐变、糖心、水浸、局部失水、空洞等多指标同时检测延伸，落叶果及西瓜甜瓜类果实则主要采用漫透射方式。特殊情况时，苹果和葱头需要在两个位置同时采集光谱。　　现在日本SHIBUYA精机株式会社成为果蔬分选设备厂家中的一支独大，从核心部件光谱仪等内外品质评价系统到输送装箱码垛以及控制系统全部独自生产，近江度量衡株式会社部分自主，部分外协。三井、杂贺、NIRECO则只生产内外品质评价系统。　　果蔬内部品质近红外在线检测技术因能直接解决农业生产问题，并带来经济效益和社会效益，在先进国家政府的资助下得到大面积推广应用，仅日本至少有4000个大型果蔬分选设施正在运行。　　5. 近红外光谱采集方案多种多样　　果蔬物料尺寸有大有小，果肉有薄有厚，糖酸度有高有低，且分布不均。由此产生若干检测个性化方案。例如光谱采集方案就有如下之多，图1- 6。　　图1和图2光源和检测器布置相同，但物料放置及输送环节有别。图1托盘不但能平稳地输送西瓜，避免磕碰，而且还可遮挡杂散光进入检测器。依据西瓜、甜瓜类的生理结构，花萼处果皮最薄，花萼冲下放置，有利于获取更多的内部信息。由于菠萝果心粗大，横置更妥，且输送更平稳。　　图3和图4的光源与检测器设置一样，但样品放置和光谱采集细节有所不同。西红柿的果柄影响信息接收，如图3所示，故倒置。由于物料内部组织构造差异很大，苹果肉质均匀密实，而西红柿则有外果皮、中果皮、果浆、胎座，少许空腔，各组织之间光特性差异大，造成散射不均。为此，苹果光源布置向赤道下方照射，靠苹果赤道直径大来遮挡杂散光(图4)。而西红柿则照射上半球，以利获得更多有效信息。　　图5和图6的光源和检测器设置相同。图5为常规布置，而图6采用了特殊透镜，缩小了光斑大小，因为柑橘比葱头体积小，这样可有效避免杂散光进入检测器。这只是一个公司的方案，加上其他公司的独具匠心的思考，采集方案层出不穷。　　6. 检测对象、检测项目和检测精度　　表1列出了来自三井金属计测公司的透射模式部分检测对象和检测项目，这些检测对象检测项目早已成熟，转为常规。其他公司，如SHIBUYA精机、近江度量衡、NIRECO、杂贺技研均能实现，包括一些没有列入的检测对象和检测项目。即使如此，有些项目也不是百分之百正确检出，例如局部褐变误判率较高。但是小果实，例如樱桃、草莓，个别水果，如葡萄，诸如此类的近红外在线分选技术暂不多见。表1 透射模式检测对象及检测项目1)　　由于在线检测所用光源功率较大，能确保获得足够强的有效信息，故检测精度一般高于便携和手持仪。以SHIBUYA精机株式会社在线内部检测装置为例，各种水果的糖度检测精度如表2所示。表2 糖度检测精度2)对象苹果梨蜜桔桃西瓜西红柿柿子甜瓜SEP0.280.330.340.370.420.500.610.74　　由表2可知，苹果检测精度最高，甜瓜最低。这个趋势与其他厂家基本一致。也就是说，苹果是最好检测的，而果肉厚内心甜的甜瓜最难检测。一般消费者对于糖度相差0.5Brix以内难以察觉，故水果检测精度SEP如能达到0.5就能满足生产要求。　　日本的水果品质普遍较高，好吃已经不是问题。为了适应新的国际形势，加大水果竞争力度，日本政府正在组织产学研攻破果蔬功能成分在栽培、管理、在线无损检测方面的难题。苹果重点提高花青素含量，西红柿是番茄红素，柑橘是β-隐黄素，胡萝卜是番茄红素和β-胡萝卜素。由于这些成分含量比较少，近红外检测存在一定难度。番茄红素已经实用化，其他几个成分仍在努力中。　　7. 水果手持、便携、台式专用仪器发展势头强劲　　2000年，FANTEC开始销售世界上第一台水果专用便携仪FRUIT TESTER-20，时间不长又推出FQA NIR GUN手持仪(图7)。便携仪和手持仪主要用于科学研究，同时也为那些生产量小的个体果农带来福音，因为花几十万或百万日元就能达到几个亿的设备功能，只是生产效率无法相比。　　同年，KUBOTA公司首先推出了台式仪，其后又推出便携仪，从2019年7月始，对原有机型进行升级换代，如图8和图9。这两款仪器社会保有量估计在1000台左右，也是本人认为最好用的仪器。　　这台仪器的日本水果模型拿到中国无需修正，可直接使用，预测值准确稳定，该仪器像素点只有254个，糖度模型采用的是4-5个波长的MLR。本人实验室在北京奥运前购买了一台，十几年过去了，现在还在使用中，中途只更换过电源开关。我曾问过这台仪器的研发部长石桥先生，他说，因为内置波长横纵坐标自动校正功能，所以仪器预测值才稳定。横坐标校正方法已经成熟，但纵坐标措施不多，也许谁掌握了纵坐标校正技术，谁就能占领市场。　　N1(图10)从2009年开始销售，由于产品精制，价格便宜，至2017年8年间共销售648台。最为特殊的是该仪器采用了不受杂散光影响的TFDRS法(TFDRS:Three-Fiber-based Diffuse Reflectance Spectroscopy)，1点照射，2点接收。通过2个漫反射强度比计算相对反射率,进而获得相对吸光度比。该吸光度比不受漫反射光路的变化影响，且与水果糖度呈直线相关。该检测模型建立在标准样品基础上进行模拟，推导出方程，然后用水果进行验证，故在实际应用中，不需进行参比测量，不需进行模型维护，是这一种全新思维，不同于传统方法。　　PAL光传感器是最新系列水果手持糖度仪(图11)，采用LED光源进行糖度无损检测。目前应用对象分别为苹果、梨、桃、葡萄、迷你西红柿。从2017年开始销售以来，不到一年就售出400台，该公司的销售目标是1万台。　　还有几种正在出售的台式仪和手持仪。　　QSCOPE-DT功能最强大，不但可以预测糖酸度，也可检测内部品质。Amaica-Pro 与KUBOTA台式仪一样，检测糖酸度的同时也可称重，把级别和等级分选元素集于一体，是小型果蔬分选仪典型代表。CD-H100采用滤光片技术，物美价廉，缺点是仪器台间差较大，建模任务艰巨。　　我认为，在台式、便携、手机水果专用仪器中，SACMI的台式仪适应性最广，如图12。因为这台仪器采用了8个20W的卤素灯，功率强大。内部采用不锈钢锥形挡板，将光源与检测器分隔在圆锥挡板内外。光源在锥形板外向上照射，结构上保证了杂散光不能进入检测器。检测器在圆锥挡板内，当水果放置在锥形挡板顶端时，橡胶圈的密封阻挡了反射杂散光的进入。这种漫透射设计加上大功率，不论是内部成分还是内部病变的检测均能胜任，是个科研好帮手，就是价格偏贵。　　8.样品真值测量　　真值测量往往被轻视，特别是像水果类的样品，不论是品种间、还是种类间差异都比较大，没有深入了解细致筹划，将影响建模效果。因为建模预测精度永远不可能超过实测精度。以如下两个案例进行说明。　　甜瓜光谱采集位置是花萼处，故在花萼处取ф40mm(因为环形光源直径是ф38mm)果肉打碎后取果汁测量糖度，如图13所示。　　图14是柑橘糖度实测值图解。充分考虑样品生化特性，整体榨汁，再经过滤实测值更准确。　　9. 展望未来　　近红外在果蔬品质检测方面的应用已经30年了，技术细节在不断完善进步，但整体思维模式有待突破。　　上面介绍的都是近红外光谱在果蔬品质无损检测上的应用，近年来，近红外图像也取得了长足进步。近红外激光正在发挥着特殊作用。随着LED光源，特别是近红外区域LED连续光源的研制成功、光谱仪小型化、微型化、量子光谱仪的问世、无线通讯、　　5G数据快速传输、人工智能等方方面面的突飞猛进，局部照射，多点测量，攻破尚存顽症指日可待。　　10.总结与寄语　　编辑审阅初稿后提出“日本的果品筛选技术对中国近红外技术在果品检测方面有什么经验借鉴？这方面的内容可否给大家稍微总结一下？”我觉得编辑的建议很好，也很重要，关键是我的能力有限，担心难以胜任。　　首先，中国的近红外仪器必须走专用化发展之路，这一点大家已经取得共识，不再赘述。　　其次，近红外专用仪器必须走共同合作研发之路，这一点大家也不会有异议。　　最后，各个环节必须精益求精，方能广为应用。以水果为例归纳如下：　　1)仪器不但要提高信噪比，还应在水果主要成分糖酸吸收波段800-950nm间提高灵敏度，以期获得更多有效信息。　　2)不论是254个像素还是1024个，波段区间应有所侧重。考虑到水果颜色或者说叶绿素(670mm)有时也是检测指标之一，650nm-970nm区间更适合水果。　　3)漫透射、透射因扩展性好已成为光谱采集的主流。同时，消除大小影响的配套措施不可或缺。　　4)透射能量谱一旦低于10%，检测器有可能在检测限以下，此时，吸光度与样品浓度不符合朗伯比尔定律。要么加大光源功率，要么提高仪器灵敏度、要么延长积分时间等加以调整。　　5)日本几大果蔬内部品质近红外无损检测系统均为各自专利产品，这是核心，也是关键。　　国内从事近红外研究生产应用的专家学者工程师高达数千人，经过二十几年的实践和积累，近红外技术在中国的大范围推广应用、厚积薄发之日已经迎面扑来。　　参考文献　　1. https://www.mitsui-kinzoku.co.jp　　2. SHIBUYA精机株式会社宣传资料　　3. http://www.sacmi.com/　　4. KUBOTA KBA100使用说明书（中国农业大学 韩东海）