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本发明公开了一种自适应调节等离子体脉冲驱动控制系统及控制方法，涉及脉冲驱动技术领域，在等离子体放电过程中，调整脉冲频率在一定范围内自适应变化以及阶段升压脉冲对放电板进行预加热，使得谐振电路的驱动波形与介质板容抗相匹配，保证产生的高压脉冲波形能稳定驱动介质阻挡放电。高压脉冲自适应调节频率的方法解决了因谐振电路参数不匹配而影响介质阻挡放电的情况；采用阶段升压的脉冲驱动方式，通过回路电流对冷态介质板进行预加热，逐步降低介质板容抗，使输出脉冲电压逐步升高，直至达到最佳值。使得谐振电路的驱动波形与介质板容抗相匹配。

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本发明公开了一种基于单移相的全桥直流变换器的瞬时电流控制方法，该控制方法在全桥直流变换器处于稳态的情况下，当V1侧和V2侧两个H桥电路输出的相电压波形间的移相比Df改变时，通过调节过渡区间内V1侧或V2侧H桥电路开关管的驱动波形，使得变压器的电感电流仅经过半个开关周期的过渡区间就可达到平衡，而且大大降低了电感电流的直流偏置的幅度，避免了变压器出现磁饱和问题，且算法可移植性较高，从而改善了变换器的动态特性。

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压电喷头作为一种精密机械元件，由于其可控性很高，不仅被普遍地用于印刷、广告等行业，也被广泛地应用在3D打印领域。压电式3D打印头的喷射状态严重影响了3D打印成型件的质量，因此对压电式3D打印头喷射状态的研究将具有较大的实际应用价值和应用前景。本文以16孔压电喷头为对象，采用多通道轮流监测方案和自感应检测方法，对其喷射状态监测方法进行了研究。 本文首先分析了压电喷头的内部结构，采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对驱动波形进行了优化，使流道内压力波信号幅值提升了近30%；通过设计有限元正交模拟试验分析了驱动电压、液体粘度、供墨压力对液滴喷射速度和体积的影响程度，明确了各因素的主次顺序；通过仿真软件模拟喷射故障，探索了各因素的压电信号特征；通过分析表面张力和粘度对液滴形态的影响，得到了适合喷射的液体粘度为10mPa·s，表面张力为45mN/m。 针对喷孔数量多的问题，提出多通道轮流监测的方案，结合自感应检测方法，设计并制作了喷头驱动电路、压电信号采集电路、多通道选通电路，通过实验进行验证，结果表明设计的电路能满足方案要求。 通过在不同驱动电压、液体粘度、供墨压力下进行液滴喷射和信号采集实验，确定了各因素对液滴喷射性能的影响规律以及各因素对应的压电信号特征参数，并对液滴喷射过程中各因素产生的喷射故障进行了深入分析，得到了各因素的故障特征阈值。对液滴喷射性能与影响因素以及压电信号之间的关系进行了拟合分析，并建立了以上三者之间的多元回归数学模型。 采用LabVIEW进行喷头喷射状态监测软件开发，以液滴速度值作为喷射状态辅助表征量，结合硬件电路进行了喷射状态监测验证，结果表明：对电压、粘度、压力导致的喷射故障均能有效识别，对单通道的速度监测平均相对误差为5.03%，对多通道的速度监测平均相对误差为7.37%，验证了该监测系统能有效反映出液滴喷射状态。

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3D打印 喷射故障 压电喷头 状态监测 自感应

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压电喷墨打印头具有墨水选择范围广、墨滴喷射稳定性好、喷射速率高等优点，被广泛应用于生物、化工、医药、数字印刷等领域，促使喷墨打印头朝着分辨率高、喷嘴密度高的趋势发展。高密度压电喷墨打印头封装是实现压电喷墨打印芯片喷射功能的关键，国内对于MEMS压电喷墨打印芯片的封装尚处于起步阶段。本论文选用柔性印刷电路板(FPC)和各向异性导电胶(ACF)热压焊工艺，实现了高密度压电喷墨打印头电信号的传输；通过设计外部液体连接组件，确定点胶工艺实现了外部组件的密封连接；借助仿真软件，对压电喷墨打印头的驱动器进行了优化设计和分析。获得的主要结果如下： 1）对于热压焊工艺，选择热压头材料为TC4，设计热压头的长度、宽度和高度尺寸分别为60 mm，3.4 mm和28.4 mm。固定热压功率2 KW，对热压头进行热电耦合模拟。结果表明当模拟电压为128 V电流为16 A时，热压头底部温度分布在180℃且底部温差在±4℃范围内。通过热压工艺实验，当热压温度为180℃，热压压力为3 MPa，热压时间为10 s时，电路完全导通，电路连接电容值为165 pF，电路连接可靠。 2）设计了5种液体连接的组件，通过改变环氧树脂AB胶的型号，点胶针头直径、点胶压力及点胶路径，实现了外部液体连接组件的密封连接，测试结果显示密封性可靠。配制50%的EG墨水，使用5 kHz的驱动波形，在常温下测试完整封装的MEMS压电喷墨打印头，墨滴的平均喷射速率为10 m•s-1。 3）通过改变驱动电极的位置和数量，借助仿真软件对驱动器进行了优化设计。结果表明：通过增加驱动电极的数量，并改变电极的分布，可以使得驱动器的变形增大到5.91 pL，对驱动器的结构进行了优化设计。

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MEMS器件封装 各向异性导电胶 驱动器 压电喷墨打印头

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本发明公开了一种双有源全桥直流变换器的瞬时电流控制方法，该双有源全桥直流变换器由中频或高频变压器，V₁侧H桥电路及V₂侧H桥电路组成，且双有源全桥直流变换器工作在单移相的调制策略下；双有源全桥直流变换器在单移相的调制策略下的控制变量为两个H桥中相应开关器件的驱动信号之间的移相比为D_f；在双有源全桥直流变换器处于稳态的情况下，当V₁侧和V₂侧两个H桥式输出的相电压波形间的移相比D_f改变时，通过调节过渡区间内V₁侧和V₂侧H桥开关管的驱动波形，使得变压器的电感电流仅经过半个开关周期的过渡区间就达到平衡，降低了电感电流的直流偏置的幅度，避免了变压器出现磁饱和问题，且算法可移植性较高，从而改善了变换器的动态特性。

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微腔等离子体以其独有的特性吸引了国内外越来越多人的青睐。由于放电空间尺寸小，放电气体压强范围广(毫托至大气压)，微腔等离子体器件(简称微腔器件)表现出不同于常规等离子体器件的特性。本论文通过设计制作对向型微腔器件，深入系统地研究了微腔等离子体的放电特性，研究成果对了解微腔等离子体基础特性及开发新型微腔等离子应用具有重要的理论意义和实用价值。 论文设计制作了铝衬底微沟道器件，并在氖气中研究了微腔等离子体双极性脉冲驱动放电特性。较之正弦波驱动，双极性脉冲驱动在放电周期中仅产生单个放电脉冲，微腔等离子体放电强度和传输速度得到了提升。其中放电峰值强度增强10余倍，等离子体传输速度由~10 km/s提升至~300 km/s。辅助腔体放电与主腔体放电之间产生的微腔等离子体相互作用(等离子体耦合)，可有效降低主放电腔体着火电压、提升放电强度并改变腔体放电初始位置及等离子体传输方向。由于铝衬底微沟道采用喷砂工艺产生，微腔沟道具有棱角不平整且腔体表面粗糙等弊端，导致等离子体传输/耦合特性在微观尺度内难以捕捉。 论文采用半导体工艺，以纵向生长障壁的方式设计制作了腔体尺寸可精确控制(微米量级)，腔体表面光滑均匀的硅衬底微腔器件和微沟道器件，并研究了双极性脉冲驱动下的微腔等离子体传输/耦合特性和光学增益特性。 研究了氩气中硅衬底微腔等离子体放电模式。在微腔阵列器件中，随着驱动电压的增强，微腔等离子体实现了腔体放电模式，腔体-沟道混合放电模式，到沟道放电模式的转换过程。当驱动电压由800 V增加至1100 V时，等离子体放电模式会从腔体放电模式转变为沟道放电模式，同时放电强度提升~21%。 研究了氩气中硅衬底微腔等离子体传输特性。微腔等离子体传输模式，方向以及速度与氩气气压和驱动电压紧密相关。2.66×104 Pa气压条件下，等离子体传输在不同驱动电压下可实现腔体模式传输、混合模式传输和沟道模式传输，传输速度分别为48 km/s，29 km/s和32 km/s，等离子体波由器件右上角向器件左下角传输。而在5.32×104 Pa和1.01×105 Pa气压条件下，由于驱动电压上限的原因，等离子体传输仅为腔体传输模式，传输速度约为30~50 km/s，等离子体波传输方向首先上下对向传输。当等离子体汇聚至微腔阵列中心区域时，等离子体开始向左右两侧传输并逐渐减弱，直至消失。阴极材质对微腔等离子体传输特性产生很大影响，结果显示驱动波形正半周期(ITO为阴极)和负半周期(金为阴极)沿对角线方向的传输速度分别为~40 km/s和110 km/s。 研究了氩气中硅衬底微腔等离子体放电耦合特性，并通过场强调制的方式精确控制了等离子体的放电位置偏移。通过控制辅助腔体电场强度，可在目标腔体中观测到两个稳定放电模式之间的转换。模式转换过程中，目标腔体内的等离子体在少于50 ns的时间内实现了~80 μm 的放电位置偏移，偏移速度约为1.6 km/s。通过对辅助腔体电场强度的周期性调制，实现了目标腔体等离子体固定频率抖动。在本实验中，等离子体抖动频率为10 kHz，单侧抖动偏移距离为~40 μm。同时，等离子体耦合作用可降低相邻目标腔体的着火点压，减小气体着火建立时间并提升放电强度。 研究了硅衬底微沟道器件在Ar-Xe混合气体中的光学增益特性。器件的伏安特性表明该微腔器件可稳定工作于辉光放电状态。器件横截面发光强度分布特性满足高斯分布。这种等离子体分布特性使得微腔腔体内部犹如一个凸透镜，可以聚焦光子，使沟道水平方向中轴线处的放电强度越来越高。同时，论文研究了1.06×105 Pa混合气压下氙气比例对目标波段(823.03 nm)谱线强度的影响，当氙气比例为4%~6%范围时，可使微腔系统得到最强的目标波段谱线强度，并且通过研究腔体横截面谱线强度与驱动电压的关系曲线，目标波段谱线强度随驱动电压的升高呈非线性增强特性。 论文通过研究等离子体平板显示器(Plasma Display Panel)的驱动电路及分析显示图像数据，设计了根据显示图像自适应改变的多输出维持驱动电路，有效降低了PDP的无效维持功耗。当非发光行维持功耗为100V时，驱动功耗的下降幅度可超过10%；同时，通过研究维持脉冲波形在不同图像负载下对驱动功耗的影响，设计了自适应维持脉冲波形驱动系统，降低了PDP显示的维持功耗，相比于传统维持驱动方法，该方法使用10张常用图片在分辨率为1366×768的PDP显示模组的平均光效提升了6%，最大提升15%。

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等离子体传输 等离子体光学增益 等离子体耦合 低功耗驱动 微腔等离子体

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随着大屏幕、高清晰度显示技术的发展，等离子体显示器（Plasma Display Panel，PDP）由于具有亮度高、对比度高，宽视角等诸多优点，在民用及商用领域得到广泛的应用。降低生产成本，提高PDP的竞争力，是所有生产企业特别关注的一件事。 2013年开始，虹欧公司PDP制造过程中放电不良的屏比例约5%，严重影响PDP屏的制造成本。为降低PDP屏的制造成本，公司要求必须要改善制造过程中产生的放电不良。 本论文在深入研究PDP寻址与显示分离驱动波形工作原理的基础上，分析了放电不良与驱动波形的关系，得出影响放电不良的波形关键点。通过对虹欧生产过程中出现的放电不良屏进行测试分析，对不良屏出现的点灭、高温擦除、串扰、过放电4种主要放电不良现象分别进行了深入分析，得出了影响屏放电不良的原因主要是制作工艺波动引起屏的部分区域放电裕量不足。 本论文根据放电不良的不同类型，寻求进行驱动波形优化，找到改善对应放电不良的最佳方案，达到改善屏放电裕量的目的。经过实际测试应用，通过优化驱动波形的主复位、能量恢复时间、扫描脉冲宽度、斜坡上升和下降波形、维持期最后一个维持脉冲、X电极下降斜坡电压等相关驱动波形参数是可以改善屏的放电不良的。 通过应用本文研究的优化驱动波形改善等离子显示屏放电不良的方法，虹欧生产过程中PM50H3000产品放电不良率从5%降低到0.3%，改善效果明显。按照年产100万片计算，一年可以为公司挽救经济损失约4700万元，经济效益明显。

Keyword ：

放电不良 复位期 维持期 寻址期

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等离子体显示器(Plasma Display Panel，PDP)在大尺寸平板显示领域有着其独有的优势，如易制造、大尺寸、图像响应时间短以及色彩还原能力强等。但面对日益激烈的市场竞争, 整机的功耗问题将是个永久的话题, 为了在显示器产品市场中站稳脚步，不断降低功耗将是 PDP 技术研究的长期目标。在节能、环保、强制实行国家与地区能效标准等大环境情况下,如何降低 PDP的功耗，对提高产品竞争力显得尤其的重要。 论文首先对虹欧 3 代模组的ADS 驱动技术、静态图像模式及图像低功耗技术进行了介绍。在此基础上对等离子模组的功耗来源进行了全面的分析，从而为新一代模组功耗的降低奠定了基础。 论文阐述了虹欧4代模组的开发需求以及制定功耗降低的目标及其实现方案。在ADS驱动技术原理的基础上分析了子场数据寻址与驱动波形的关系，通过黑子场脉冲控制实现功耗降低3.2%。并在原有的静态图像处理方式上，进行静态模式到动态模式切换的优化设计，对动静态图像采用不同的APL曲线，图像模式切换过程实现APL曲线的平滑过渡。再通过分析图像的APL和维持脉冲驱动方法以及IEC功耗三者的关系，根据APL动态调整驱动波形的ER时间来提高模组发光效率。针对上述三种方法进行算法设计和调试，结果表明整机功耗得到了有效降低。 论文对4代模组低功耗技术采用后出现的放电不良问题进行了分析，提出了驱动波形的具体调整方案，调试结果表明，模组放电不良问题得到了良好的解决。 最终调试结果表明，虹欧4代模组在不增加硬件成本、保证模组图像效果及可靠性的基础上，完成了降低整机功耗的预定目标。

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等离子体显示器 能量恢复 无效功耗

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彩色等离子显示(Plasma Display Panel, PDP)虽然显示性能优越，但随着液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)产业规模的不断壮大、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)显示技术的不断进步，彩色等离子显示器的市场占有率每况愈下。为了提升市场竞争力，需要进一步提升PDP显示性能，降低产品功耗和成本。PDP驱动电路成本是等离子显示器总成本的重要组成部分，Sakai驱动方法在原理上具有成本优势，研究开发基于Sakai驱动方法的PDP驱动电路样机，具有重要的应用价值。 论文在分析Weber驱动方法和Sakai驱动方法的基础上，设计了基于Sakai驱动方法的维持期驱动波形、主复位波形和寻址期波形，并开发了相应的驱动电路。该电路以屏电容作为能量恢复电容进行能量的回收与释放，取消ERL电路单元以及外部能量恢复电容。通过理论分析以及实际测试，改进了驱动电路的谐振电感，完成了基于Sakai驱动方法的驱动电路样机开发。 论文通过研究Sakai驱动方法的驱动电流回路的特性，根据能量恢复电路的特点，改变了驱动电路的开关时序，解决了XSUSL、YSUSL分别在维持期结束、Ramp Up关闭时的电流过冲，以及ER通路上的电流振荡现象。根据图像信号的强度采用不同的驱动波形，改善了负载效应、暗场亮度，以及器件的温升。通过改变维持波形脉宽和频率，改善了电路模组的噪音。 测试结果表明，设计开发的Sakai驱动电路各项性能满足要求，由于取消了ERL电路单元，使物料成本降低，提高了生产效率，也节省了加工成本，提升了PDP产品的市场竞争力。

Keyword ：

等离子显示器成本Weber驱动方法Sakai驱动方法

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随着电子技术的发展，电路趋于数字化、集成化、高速化，产品内部不同模块之间和产品间的电磁干扰也越来越严重。电磁干扰会影响产品的正常工作，严重的会造成事故。因此产品必须通过电磁兼容测试才能进入市场。平板电视外观造型和功能的诉求使整机系统面临着严重的电磁干扰问题。本论文针对长虹公司等离子项目的等离子模组技术攻关项目为减轻整机重量，降低成本，提高产品竞争力，取消了传统等离子电视的屏蔽玻璃，使屏正面的对外辐射无抑制措施，而无法满足产品电磁兼容要求的问题，开展了电磁兼容设计研究。 本论文介绍了电磁干扰和电磁兼容的概念，分析了等离子电视模组电磁兼容设计的必要性。通过对等离子电视模组的组成结构分析，对可能出现电磁干扰源的各个功能模块进行了分解并分别进行电磁干扰分析，得到等离子电视模组的电磁干扰源及传播路径。在此基础上对电源电路、驱动电路、逻辑电路、结构、屏和驱动波形等不同功能部分进行电磁兼容设计，通过运用滤波、接地和屏蔽的方法，降低干扰源幅度、切断耦合通路，达到减小整机辐射的目的。提出适合于等离子电视驱动方式的零扫宽分析方法，通过在接收机上使用零扫宽功能，得到特定频率点上的时域波形，并与示波器测得的时域波形进行对比分析，确定扰源位置，在此基础上进行针对性的整改，达到了项目的电磁兼容指标。该方法已成功应用于等离子电视模组多个产品的电磁兼容整改工作中。 该项目的顺利完成使长虹成为第二个能成功量产取消屏蔽玻璃的等离子模组的厂家，填补了国内空白。

Keyword ：

等离子模组电磁兼容电磁干扰频谱分析

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