铁电材料可调率测量原理及装置研究

摘要

进入21世纪以来，在当今的军事领域中，用铁电材料制成的移相器广泛的应用于相控阵雷达天线中，这种移相器通过改变相邻天线之间的相位差而对空间进行扫描测量，但是雷达天线却不必转动。故在我国针对铁电材料所特有的性能，正在进行各种研究与实验。本课题正是基于铁电材料可调率的测量原理及其测量装置进行的研究与实验。
　　 实验应用电路的一阶充放电理论，在高压下对铁电材料进行充放电，研究铁电材料的可调率，并对铁电材料在高压下的疲劳特性进行研究，观察其微观寿命。
　　 实验所设计的测量装置是以串联IGBT 高压开关为基础的。文章首先对IGBT的基本结构、工作原理、基本特性、保护电路、驱动电路等方面作了叙述。对影响IGBT串联运行的因素进行了分析，提出了一种保护电路和驱动电路，在此基础上，设计出了静态和动态均压保护电路和驱动电路。通过PSPICE软件对电路进行设计及仿真分析，建立了一个由五只IGBT 串联组成的仿真电路，通过模拟仿真得到了比较满意的仿真结果，验证了均压控制电路和驱动电路的可行性。
　　 实验搭建了一种基于串联IGBT 高压开关的测试电路，对串联IGBT 高压开关的可行性进行了分析试验。电路实现了通过控制低压触发信号来控制串联IGBT开关通断状态的目的，完成了通过串联IGBT开关提高负载电路中耐压值的问题。实验表明，通过挑选合适参数的IGBT 及电路中的电阻、电容等元器件，合理设计驱动电路、触发电路和保护电路，就可以提高负载电路中IGBT 导通的同步性，进而提高开关导通关断的可靠性。实验所研究设计的IGBT 串联开关具有电路结构简单、附加功耗小等特点，可以很好的应用于高压测试中的开关电路。
　　 实验结果表明串联IGBT 高压开关满足测试装置要求，对铁电材料在高压下的疲劳特性可以进行相应的实验研究。