2020年10月第91号
作者获得了日本电气工程研究所电介质和电气绝缘技术委员会2019年Yahagi纪念奖。在这篇文章中,一位已故的学生讲述了对已故的八叶勤之介教授的记忆和他的教学。雅哈吉教授的教诲可以概括为“寻求真理”。作者在他的研究和发展努力中,根据这些教义追求许多真理。交联聚乙烯绝缘直流电力电缆的发展额定世界最高电压是作为教学的结果之一。
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光纤通信在1970年开始实际应用,当时出现了传输损耗为20 dB/kmvand在室温下连续发射激光二极管的光纤。住友电气工业有限公司从早期开始就积极致力于光纤的开发和商业化。采用气相轴向沉积法作为预制件制造工艺,我们不断推出高品质的光纤和电缆,如超低损耗硅芯光纤和超高密度光缆。通过这种方式,我们继续支持光纤网络作为不可或缺的社会基础设施之一的扩展。本文介绍了光纤技术的发展,以及我们在开发满足时代需要的光纤和电缆方面所做的努力。
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电动汽车和混合动力汽车广泛使用,这些汽车都配备了DC/DC转换器,用于从高压蓄电池给铅酸电池充电。为了简化安装,要求DC/DC变换器体积要小。本文介绍了一种DC/DC变换器,通过使用GaN器件将开关频率从100 kHz增加到500 kHz,与传统变换器相比,体积减小了50%。
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长期以来,磁控管一直被用作船用雷达的发射设备,然而,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)因其长寿命、高性能和符合无线电法律法规而越来越多地被采用。本文介绍了我们内部匹配的x波段GaN HEMT,具有业界最高的300vW输出功率,针对各种海洋雷达,从游乐船只的小功率雷达到大型商船的大功率雷达。我们还报告了一个紧凑的固态放大器的原型,已制成演示这些晶体管。
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近年来,由于对小型化和低功耗基站的需求不断增加,高效率的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)放大器被采用。在5G网络中,需要进一步提高网络容量和数据速率,由于GaN hemt在拓宽放大器带宽方面的优势,预计其存在将进一步增长。本文描述了我们正在开发用于基站的GaN HEMT放大器的GaN HEMT电流源的表征和分析方法。我们新采用了一种大信号低频测量,能够在接近实际射频操作的条件下进行评估,以探索GaN hemt的设计指南。此外,我们分析了f类和逆f类操作中栅极电压的影响,这是一种通过使用大信号模型来计算效率的限制因素v来提高放大器效率的方法。
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随着互联网连接设备的增加和互联网服务的多样化,对互联网容量的需求越来越大。为了满足这些需求,我们正处于将接入光网络的传输速度从目前主流的10G级升级到50G级的新阶段。我们开发了一种能够接收25.78 Gbit/s突发信号的新型跨阻放大器(TIA),以满足高速传输的需求。利用TIA和雪崩光电二极管(APD),研制了一种25.78 Gbit/s/λ突发模式接收机,并在国际上首次证实了其在50G-EPON光收发器上的适用性。
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我们开发了一种波分复用传输方法,用少量的光纤高效地连接无线电基站和天线。在第五代(5G)无线接入网中,需要一种能够通过波分复用(WDM)在40公里范围内经济地传输25G以太网信号的技术。本文介绍了将25.8 Gbit/s的信号分成两个12.9 Gbit/s的信号通道进行传输,实现40 km WDM传输的半速率传输方法。
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碳化硅(SiC)功率器件是很有前途的下一代器件,其市场在全球范围内逐年增长。SiC外延晶片的质量对于确保汽车应用大电流功率器件的可靠性尤为重要。碳化硅外延片基面位错(BPD)引起堆积故障扩展,导致碳化硅双极器件的致命降级。为了抑制堆叠故障的扩展,引入了高氮掺杂层,称为“重组增强层”。在本研究中,我们通过光致发光成像研究接收滤波器,建立了一种评估重组增强层BPD的方法,并成功获得了BPD密度极低的150 mm SiC外延片。我们还证实了BPD和漂移层表面缺陷同时被抑制,证明了新型外延晶圆具有稳定的大型芯片器件特性。
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为了保证公用事业规模的太阳能发电厂长期稳定运行,需要提高检查和维护水平,特别是直流电压部分的检查效率,对此已经进行了目视检查。住友电气工业有限公司开发了一种系统,通过人工智能分析字符串数据来检测太阳能电池板的异常情况。检测到的异常数据,包括异常类型和紧急程度,将通过日常电子邮件报告给发电厂经理,并用于高效的设施维护。使用该系统,我们还提供诊断服务,建议最佳的检查方法和异常对策。
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随着可再生能源的广泛应用和半导体、储能技术的进步,将可再生能源和蓄电池结合在一起的直流电(DC)配电系统作为经济、环保的新一代供电系统备受关注。这些系统还有望帮助提高电力系统的弹性和业务连续性规划(BCP)。本文介绍了本课题的研究背景和日清学院培训中心直流配电演示系统的具体情况。
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我们开发了一种新的类金刚石膜“HC-DLC”,它是通过真空电弧沉积产生的,含有氢。在含氢量适当的情况下,该膜对软金属具有极低的攻击能力,而不补偿其在含MoDTC发动机油中的高耐磨性和抗发作性。该薄膜在保护活塞销在软金属上反复滑动时表现出优异的性能。为满足市场需求,该薄膜于2019年秋季开始量产,目前正在考虑进一步应用于下一代高效发动机。
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住友电气工业有限公司一直致力于高性能和长长度Bi2223高温超导电线的开发。这些电线及其应用产品,如目前磁共振成像的引线,已经商业化并受到市场的好评。本文介绍了Bi2223导线及其典型产品的最新发展和商业化,以及导线接头技术和大电流导体技术,这对扩大导线的应用是必不可少的。
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对于材料科学的研究和开发来说,了解样品中化学物质的三维分布是非常重要的。有效利用包含大量三维分布信息的4D大数据是一个关键因素。本文介绍了一种新的4D数据分析技术——“两步多元曲线解析”(MCR)。为了获得4D数据的直观表达,我们设计了一个过程,包括两次MCR迭代,中间是数字化。该新技术被应用于分析来自薄膜样品的飞行时间次级离子质谱数据,以协助解释复杂的三维局部微结构。与传统的数据表示方法相比,两步MCR极大地促进了对4D分析数据的澄清和理解。
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为了满足粉末冶金产品对高尺寸精度的要求,我们一直在开发粉末模拟技术,以支持生产工艺的设计。粉末模拟通过计算构成粉末的单个颗粒的运动,提供了粉末行为的宏观解释。本文将粉末模拟应用于原粉的磨粉过程和金属粉末的进粉过程。虽然从球磨机中球的碰撞能量可以预测磨矿效率,但要准确预测碰撞能量,需要再现每个具有复杂碰撞过程的球的运动。在本研究中,我们开发了一种预测铣削条件改变时碰撞能量变化的分析技术,以提高铣削过程的性能。我们还开发了一种分析技术来可视化粉末进给过程中的粉末行为,以阐明模具中填充变化的机制。
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“近年来,为了提高安全性和便利性,对线控技术的需求有所增加。目前已经得到广泛应用的线控刹车和线控换挡技术对未来的自动驾驶汽车至关重要。这一市场在未来有望扩大。但是,线控技术通过电信号控制设备,如果铅酸电池等车辆电源出现故障,就会发生控制故障。住友电气集团的住友布线系统有限公司和AutoNetworks技术有限公司开发了一种x线控备用电池,即使在车辆电源故障的情况下也能实现不间断的线控控制。”
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