基于晶闸管的高电压大电流放电开关特性分析与设计

发布时间：2022-07-15 18:33

　　晶闸管作为一种半导体开关,具有耐压高、通流大、易控制等优点,在脉冲功率、电力系统等领域具有广泛的应用。但是随着脉冲功率技术在电磁成形、磁化测量等领域的不断发展,串联晶闸管放电开关的性能也需要进一步提升,不仅需要提高串联晶闸管的开通同步性与开通速度、提升均压保护电路的稳定性,而且需要降低晶闸管自身参数对其所在系统产生的负面影响。为了提高串联晶闸管的开通同步性与开通速度,采用电缆穿过同轴分布的环形变压器的触发方式并对环形变压器在高频脉冲应用场景下的器件选型、参数选取、参数校验进行了分析与设计;讨论了集成放大门极结构与施加强触发驱动这两种能够提高晶闸管开通速度的方法,并对其中之一的强触发驱动方法进行了深入的研究。提出了倍压整流充电电路和改进型三阶放电电路级联的强触发电路结构,分析表明该电路结构具有触发电流上升沿陡、多路脉冲同步性好、抗电磁干扰能力强等优点;分析了影响强触发驱动电路稳定性的因素,并对电缆及MOSFET开关设计了保护电路;进行了器件选型、样机研制并开展了相关实验研究;实验结果表明,提出的强触发电路产生的驱动电流峰值可达203A,上升时间小于4μs,驱动电流通过同轴环形变压器传递到... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 晶闸管放电开关强触发驱动回路的研究
    2.1 晶闸管开通特性研究
    2.2 晶闸管的同步触发及环形变压器的设计
    2.3 放电回路的选择和分析
    2.4 电容充电方式及倍压整流充电电路
    2.5 器件选型与样机研制
    2.6 本章小结
3 晶闸管放电开关均压及保护回路的研究
    3.1 电磁成形电源系统概况
    3.2 影响电压分配不平衡的因素
    3.3 均压保护设计及器件选型
    3.4 仿真分析与样机研制
    3.5 本章小结
4 晶闸管与二极管反并联时磁体两端电压突变问题分析
    4.1 磁化电源及磁化测量系统
    4.2 切换RC动态均压电路方案
    4.3 通过耦合电感串入外部补偿电源方案
    4.4 本章小结
5 全文总结与工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3662619