高压脉冲电源及其在介质阻挡放电中的应用

发布时间：2022-07-03 17:23

　　近几十年来,随着科学技术的发展,等离子体逐渐应用于不同的领域。大气低温等离子体因其可以在开放空间生成,因此受到国内外学者广泛研究。脉冲电源作为产生大气低温等离子体的驱动源之一,由于其快速的上升沿能够迅速电离气隙中的气体,因此受到广泛关注。然而目前国内外研究脉冲参数对等离子放电特性的影响还比较少,因此研制一款高重复频率、快上升沿和结构紧凑的高压脉冲电源极为重要。本文主要内容是设计一台应用于介质阻挡放电的高压脉冲电源,具体研究内容如下:首先,电源主体采用模块化设计,这种设计的优点是通过多个低压模块串联以提高输出脉冲电压等级,并且控制模块的导通数量和时间可以调节输出脉冲幅值和脉宽。模块化设计的另一个优点是由于每个模块电压等级低,因此易于对器件的选型,也便于后期的维护处理。其次,由于每个模块相当于一级Marx电路,因此对传统Marx和全固态Marx电路工作原理进行了分析,利用仿真软件分析了不同参数对输出脉冲的影响。每个模块中包含一个电容电压倍增单元,通过对其工作模态分析,推导出其输出电压的数学表达式,并仿真分析了改变其他参数下的输出电压波形。再次,分析影响Marx电路输出脉冲边沿的因素,利用磁... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高压脉冲电源国内外研究现状
        1.2.2 脉冲驱动的介质阻挡放电国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 高压脉冲调制电源设计的基础理论
    2.1 引言
    2.2 Marx发生器的工作原理和数学分析
        2.2.1 传统Marx发生器原理
        2.2.2 全固态Marx发生器原理
        2.2.3 全固态Marx发生器仿真分析
    2.3 Cockcroft–Walton电压倍增电路研究
        2.3.1 Cockcroft–Walton电压倍增电路工作原理
        2.3.2 Cockcroft–Walton电压倍增电路仿真分析
    2.4 影响输出脉冲上升、下降沿的因素
        2.4.1 MOSFET的开关特性及寄生参数影响分析
        2.4.2 分布参数对脉冲上升、下降沿影响分析
    2.5 本章小结
第3章 基于磁开关的脉冲陡化电路研究
    3.1 引言
    3.2 磁脉冲压缩的基本理论
        3.2.1 磁开关的工作原理
        3.2.2 磁性材料饱和过程分析
        3.2.3 影响磁开关性能的磁性参数
    3.3 磁开关脉冲陡化电路分析
    3.4 磁开关陡化电路仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 全固态纳秒脉冲发生器的设计
    4.1 引言
    4.2 高压脉冲电源单元设计
        4.2.1 高频变压器设计
        4.2.2 电容电压倍增单元设计
        4.2.3 开关管的选取
        4.2.4 储能电容的选取
    4.3 磁开关设计
        4.3.1 磁芯材料的选择
        4.3.2 磁开关尺寸的确定
    4.4 本章小结
第5章 高压脉冲电源在介质阻挡放电中的应用
    5.1 引言
    5.2 介质阻挡放电原理
    5.3 大气压介质阻挡放电仿真模型
        5.3.1 等效电路模型
        5.3.2 流体模型
    5.4 不同条件下介质阻挡放电仿真分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3655322