采用T-SCC发生器的脉冲电源设计

发布时间：2017-12-21 20:29

  本文关键词：采用T-SCC发生器的脉冲电源设计　出处：《苏州大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： Marx发生器 T-SCC发生器 寄生参数动态模型 1.2μs上升时间 50μs半波长 上位机控制系统

【摘要】：随着等离子体在工业上的应用越来越广阔,对用于产生非平衡等离子体的脉冲电源的需求也越来越多。目前,脉冲电源的关键技术主要有脉冲高压、重复频率和脉冲前沿。其中,脉冲前沿大致能达到10μs-100μs,不可调,极大的制约了脉冲功率技术在工业以及国防领域的应用。针对脉冲电源存在的波前沿周期长,不可调等问题,本文结合了脉冲功率技术以及高频高压技术,通过分析、优化S2BM(Solid-State Bipolar Marx)型Marx脉冲发生器,设计了T-SCC(Two-switches Capacitors Cells)发生器,并且提出了一种寄生参数动态模型,建立了T-SCC发生器寄生参数动态模型,推导了寄生电容充放电公式。为了进一步输出波前沿可调的脉冲电压,在T-SCC发生器的基础上引入二级储能单元,设计了PC上位机控制系统,具体研究如下:(1)将S2BM脉冲发生器的全桥储能模块优化为半桥储能模块,减少了每级储能单元的导通压降。单独设计了全桥负载模块,保证双极性脉冲输出。最终通过1kV直流电压源的充电,四阶T-SCC储能单元可以存储并且输出1kHz、0-4kV可调的双极性脉冲电压,完成了脉冲波形从ms级到μs级的压缩,实验表明储能电压可以增加约5-20V,优化驱动电路的同时提高了储能效率。(2)单独的T-SCC发生器模块输出的脉冲波前沿大约为10μs(由电子开关导通时间决定),不可调。通过引入二级储能单元可以得到波前沿以及半波长可调的脉冲电压输出,这是传统Marx发生器无法做到的,但是输出电压会经过一定比例的衰减,最后通过仿真以及实验电源得到约1.6kV、1.2μs/50μs的标准雷电波输出。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86

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本文编号：1317085