全固态窄脉冲电源的研制

重复频率高电压窄脉冲电源可应用于烟气脱硫脱硝，而制约该类电源工业应用的因素主要是大功率开关的耐压、通流能力及开关寿命。火花隙开关及氢闸流管开关已经发展到耐压分别到兆伏和几十千伏的量级，磁开关也可做到几十千伏，而半导体开关一般的耐压能力却在几至几百千伏以下。寿命上，火花隙开关、氢闸流管开关和固态开关大致为10^9，3×10^9，10^12次。显而易见，对于要求高重复频率长时间连续工作的环境，如电厂的烟气净化装置，电源的低成本及长寿命无疑是首要条件，所以采用磁开关结合半导体开关研制全固态窄脉冲电源就成为比较理想的方案（图1）。由图1看出，该电源除了采用磁开关及半导体开关技术外，另一大特色就是采用了可饱和脉冲变压器，利用它的可饱和特性，可以达到类似于磁开关的压缩脉冲的效用，并且同时也具有变压器本身的特性。半导体开关拟采用数只快速可控硅串联，开关触发电路的设计采用光控及变压器隔离的方案，开关保护电路采用并联均压电阻及RCD保护回路的方案。可饱和脉冲变压器和磁开关的磁芯材料选取超微晶及铁基非晶合金材料。由于磁开关及变压器的使用，磁芯的损耗是影响电源能量效率的主要因素之一，初步估计该电源的效率在70％以上。