3.5MeV注入器脉冲功率系统

用于直线感应加速器的3.5MeV注入器脉冲功率系统采用了感应叠加原理.整个系统包含了脉冲形成系统、触发系统以及感应腔负载.脉冲形成系统主要由Marx发生器和Blumlein脉冲形成线组成,产生12个脉宽约90 ns,幅度约200kV的高压脉冲,通过12个感应腔和变阻抗阴阳极杆,在阴阳极间隙处产生3.5 MV的二极管电压,由天鹅绒阴极发射强流电子束.触发系统主要由两级触发开关构成,严格控制12个高压脉冲的输出时间,时间分散性统计值小于1 ns(动作时间抖动).采用该脉冲功率系统注入器能产生能量约3.5 MeV,电流2～3 kA的强流电子束.

重复频率脉冲功率系统触发器设计

根据重复频率脉冲功率系统中大功率开关器件氢闸流管的触发原理,针对选用的氢闸流管VE4147的触发要求,设计了直流偏压-150V、空载电压2 000V、脉冲电流10A、脉冲宽度800ns、重复频率10kHz的触发器。设计中着重从增强抗干扰能力、降低功耗、改善散热等方面进行考虑,保证触发器以10kHz的重复频率持续工作,已经应用于100kV/2kHz高压脉冲电源、70kV/10kHz氢闸流管老练平台、150kV/1kHz可调脉宽电晕等离子体驱动源等多个重复频率脉冲功率系统中。

直线感应加速器脉冲功率系统电场辐射测量分析

直线感应加速器脉冲功率系统工作时伴随着高压开关的闭合会产生强的瞬态电场辐射,可能影响周围的敏感电子设备、仪器的信号或者系统的性能等等。通过对Marx发生器周围进行网格式的测量,总结出了电场辐射的大致分布规律和基本特征。同时还测量了放电回路中的电流信号,经对比分析,表明它和辐射电场在频率150kHz左右都有个主要的谐振峰值,而且都含有高频振荡的成分。

船载脉冲功率系统动态过程建模及其变换器参数优化

船载脉冲功率系统(PPS)由DC/DC变换器及脉冲负载构成,其功率冲击特性受变换器参数影响。考虑变换器与脉冲负载的不同开关频率特性,提出了PPS动态过程建模及其变换器参数优化方法。分析了不同开关状态组合方式下的PPS动态过程,提出了PPS多动态过程变换器开关通断时间等效计算方法,建立了含有变换器电感与电容参数的PPS全过程状态方程。以优化PPS的电压、电流外特性为目标,建立DC/DC变换器电感与电容的优化模型,并利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解。分别在MATLAB/Simulink、RT-LAB中建立含PPS的船舶综合电力系统,验证了所提建模与优化方法的有效性与可靠性。

采用光导半导体开关的脉冲功率系统

光导半导体开关已用于脉冲功率系统 ,如点火装置、超宽带脉冲发射机、紧凑型加速器和电感储能设备等 ,光导半导体开关为现有的脉冲功率技术提供了多方面改进。介绍了在这些应用中的开关参量和一些特殊要求 ,并讨论了试验结果。

1.5MeV LIA脉冲功率系统

本文简要介绍了1.5MeV LIA脉冲功率系统的结构、组成和设计思想;给出了开关运行参数和确定开关时间抖动指标的方法、闭环系统的总抖动对加速电压相对变化的影响、脉冲功率系统各段输出波形和电压幅度的调制关系;测量结果表明,1.5MeV LIA的运行功率和时间同步满足总体设计要求。

模拟行为建模方法在脉冲功率系统模拟中的应用

介绍Pspice模拟行为建模（Analog Behavioral Modeling，ABM）方法，阐述ABM方法在脉冲功率电路模拟中的优势，通过实例介绍使用该方法进行电路建模和模拟的具体步骤。研究的内容可为利用Pspice平台的图形界面直观开展时变参数脉冲功率元件的模拟创造条件，使脉冲功率系统的精确模拟和参数敏感性分析成为可能。

基于半导体开关的100kV脉冲功率系统

介绍了一种基于脉冲功率晶闸管的100 kV高压脉冲功率系统,详细说明了系统整体设计方案,同时描述了关键电路的设计原理及系统布局时所要注意的关键点。试验证明,该系统可靠性高、实用性强。

一种基于SIC DSRD脉冲功率系统的优化方法

从脉冲功率系统优化的角度,提出了漂移阶跃恢复二极管(drift step recovery diodes, DSRD)器件的最优面积选取方法,建立了单开关DSRD驱动电路的线性拟合解析模型;结合SiC材料短空穴寿命的特性,提出了SiC基DSRD驱动电路参数的优化方案;基于该方案研制了采用SiC DSRD的脉冲功率源。实验结果表明,匹配负载为50Ω时,研制的脉冲功率源能输出760 V的峰值电压,脉冲上升沿达810 ps,且不存在单脉冲下的多次触发现象。该脉冲功率源输出脉冲前沿在亚纳秒量级,且波形稳定性好,脉冲源体积小,能应用于小型化超宽带电磁脉冲发生器。

3.3MeV LIA脉冲功率源系统研制

简要介绍了3.3MeV LIA脉冲功率系统的设计思想和结构特点及功率调制过程,论述了如何运用系统的电压传递公式预估实验结果和确定故障位置,以及保证多开关系统实现同步触发的方法,分析了开关油箱中各阻容元件的相互制约关系,以实际测量结果的数据为例,从系统中的各单个开关多次放电和开关群各次放电两方面分析了系统的同步问题,提出进一步提高系统同步性的各种途径。

LIA组元的脉冲功率调制系统研制

本文介绍一种以加速组元为终端负载的纳秒脉冲功率系统。获得的加速间隙电压为350kV,90ns(半高宽),波形上升时间为30ns;Blumlein主开关工作电压大于280kV,抖动小于1.5ns(均方根值)。对同轴场畸变开关性能的进一步改善作了必要的讨论,提出了用等场强原则偏置触发极,比通常采用自然中位面方法,可使开关工作电压提高8.7％。 直线感应加速器;;同轴场畸变开关;;脉冲功率系统;;抖动;;

光导开关研究进展及其在脉冲功率技术中的应用

概述了GaAs光导开关的发展历史,通过对GaAs和SiC进行比较指出,SiC由于禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和漂移速度大、热导率高等优势被认为是更好的光导开关材料。比较了本征光电导和非本征光电导的不同之处,报道了利用本征光电导和非本征光电导的SiC光导开关的最新进展。介绍了光导开关在超宽带源和紧凑型脉冲功率系统中的应用,提出了SiC光导开关进一步发展的关键技术并进行了展望。

脉冲功率应用的IGBT快速驱动电路

根据绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的工作特性,研究设计了一种应用于脉冲功率系统的开关驱动电路,实现了IGBT的快速开通。阐述了驱动电路的原理,设计了基于平面变压器的驱动电路,在驱动芯片基础上为栅极提供幅值为60V脉冲电压,提高开关速度。最后使用Blumlein双线结构对驱动电路的性能进行了实验验证。应用这种驱动方式,提高了集电极电流上升速率。实验结果表明,在1000V的工作电压下,通过IGBT的脉冲电流达到了470.53A,脉冲前沿为40ns,di/dt达到9.41A/ns,相比数据手册提供的数据,该电流上升速度提高了7.53倍,实现了对IGBT的快速驱动。

脉冲功率传输线传输效率的分析与计算

基于脉冲功率系统磁绝缘传输线的时域仿真结果,分析了磁绝缘建立过程中不同阶段电极间的电子产生的能量损失特性;提出了造成能量损失的因素,包括损失的电子和磁绝缘的电子;给出了影响能量损失大小的因素,包括传输线的线长、半径比和加载脉冲的最大电压、电压的时间变化率等。通过分析不同脉冲功率波形作用下各传输阶段能量损失的起因、大小和影响因素,提出了依据极间的电子分布状态划分传输阶段,及对传输线的总效率分阶段计算的传输效率模型,给出了基于已知的传输效率数值模拟结果对不同阶段的损耗估算并最终估算传输效率的方法。

电热化学炮移动式脉冲功率源(英文)

脉冲功率源系统的体积、重量、可移动性及可靠性对于应用于靶场实验的电热化学炮(ETCG)来说是重要的.为满足脉冲功率源集成化要求,必须开发、利用高储能密度、高功率的器件及综合设计脉冲功率源系统.该文研发了储能200kJ的高储能密度脉冲功率源,ETCG靶场实验证明,该系统体积小,可移动性好,可满足ETC火炮的连续射击及单次射击,其充电时间少于10s.功率源有10个电容器,在最大电压18kV时储能200kJ,高频充电器具有低谐波电流及输出功率大特点.

FlexRay总线在脉冲源控制系统设计中的应用

以FlexRay为通信总线,设计了车载脉冲功率源控制系统并进行了充电测试。采用MC9S12XF512单片机,根据脉冲功率源控制系统需求,叙述了脉冲功率源的总体结构,基于FlexRay通信总线,针对硬件设计了FlexRay收发器原理图。具体给出了FlexRay初始化及配置参数的方法,在此基础上对通信流程进行了叙述,对工作频率进行合理超频,通过调试实现了FlexRay总线的通信功能。对充电1min后的电压进行了测量,达到在设置充电电压4 000V以上时误差小于2%。实验结果表明,在充电电压越高的情况下保压能力越强,满足了使用要求。

压力水介质脉冲击穿实验研究

为了提高水介质脉冲形成线的储能密度和减小大型加速器的脉冲功率系统几何尺寸 ,实验研究了水在静压力作用下的耐压强度。简要介绍了液体绝缘介质的击穿机理 ,在设计的水介质耐压实验装置上研究了去离子水介质在压力作用下的脉冲击穿特性。结果表明 ,当压强由 0 .1MPa增加到 0 .7MPa时 ,水的击穿场强由 2 5 .3MV/m增加到 4 6 .

折叠型平板Blumlein线高功率微波驱动源

介绍了一种使用折叠型平板Blumlein线为主体的紧凑型高功率微波驱动源,Kapton薄膜和纯净变压器油分别作为折叠型平板Blumlein线的传输线介质和绝缘介质,Blumlein线的整体尺寸为1.00 m×0.40 m×0.15 m。采用一个特征阻抗大约是12Ω的C波段磁绝缘振荡器作为高功率微波源。折叠型平板Blumlein线传输的能量可以使磁绝缘振荡器的阴极发射出电压550 kV,电流40 kA,脉宽90 ns的电子束,从而产生峰值功率350 MW,脉宽40 ns的高功率微波。

高功率微波的发展与现状

简要介绍了高功率微波产生的原理及关键技术,着重介绍了高功率微波的国内外研究现状,并进一步阐述了目前正迅速发展的高功率微波的应用前景及其发展趋势。