基于SiC MOSFET的纳秒级脉冲电源研制

发布时间：2021-01-22 04:46

　　脉冲功率技术广泛应用于军事、环境保护、生物技术等领域,比如脱硫脱硝、脉冲杀菌、激光管驱动、阴极射线管扫描电路等。传统脉冲电源的主放电开关主要以真空弧光放电管、氢闸流管、火花隙为主,存在成本高、寿命短、外围电路复杂等缺点。随着电力电子技术的发展,功率MOSFET和IGBT的性能越来越高,众多研究学者利用MOSFET或IGBT串并联组成高压固态开关替代传统放电开关,进而设计出纳秒级上升沿的高重复频率脉冲发生器。本文以SiC MOSFET为核心功率器件,设计了一台纳秒级脉冲电源,电源主要技术指标为:输出脉冲峰值可调范围为0³0kV,脉冲重复频率为10Hz¹kHz可调,最大输出电流为80A,脉冲上升时间小于100ns。本论文的主要工作如下:设计了纳秒脉冲电源的拓扑结构,主电路采用三级Marx发生器结构,研究了SiC MOSFET串联开关的静态和动态电压不均衡机制,给出了影响SiC MOSFET串联均压的关键因素。针对静态均压电路的特性,明确了均压电阻的设计方法,对于动态均压电路,采用负载侧RCD电路作为均压措施,并确定了相应参数的选取依据。对比分析了... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 纳秒脉冲电源的研究现状
        1.2.1 传统开关型纳秒脉冲电源
        1.2.2 高性能开关型纳秒脉冲电源
    1.3 本文的研究内容
2 纳秒脉冲电源的主电路设计
    2.1 单相全桥整流电路
    2.2 直流供电电源电路
    2.3 Marx发生器电路设计
    2.4 纳秒脉冲电源主电路仿真
    2.5 本章小结
3 高压固态开关的均压设计
    3.1 串联开关电压不均衡原因分析
        3.1.1 静态电压不均衡原因分析
        3.1.2 动态电压不均衡原因分析
    3.2 均压电路设计
        3.2.1 静态均压电路设计
        3.2.2 动态均压电路设计
    3.3 本章小结
4 硬件电路设计
    4.1 驱动电路设计
        4.1.1 正激式驱动电路
        4.1.2 脉冲变压器驱动电路
        4.1.3 半桥驱动式驱动方式
        4.1.4 三种驱动方式对比
    4.2 采样处理电路设计
    4.3 硬件保护电路设计
    4.4 本章小结
5 软件设计及样机实验
    5.1 软件设计
    5.2 样机实验
        5.2.1 驱动电路测试
        5.2.2 针-板反应器带载测试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A 实验实物图
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2992581