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题名高频纳秒脉冲调制器的分立磁耦合驱动器设计
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作者
陈磊
李国超
张戈
朱才会
邱剑
赵晖
刘克富
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机构
复旦大学信息科学与工程学院
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出处
《强激光与粒子束》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期34-41,共8页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(51877406)。
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文摘
随着高压纳秒固态脉冲发生器在生物、工业和环境等领域的应用日益广泛和深入,脉冲波形、电压幅值、脉冲持续时间、脉冲重复频率等参数已成为特定脉冲功率应用所需的基本可控变量。为了进一步减小电源的体积、降低成本,提出一款以正极性Marx为主电路、多个脉冲变压器为核心驱动器、具有纳秒级前沿高重复频率的高压纳秒脉冲调制器。提出的驱动器结构紧凑,无需提供多路隔离供电的驱动电源,可以在高重复频率下实现两个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)的栅极电压快速同步上升和下降,获得百纳秒以内、幅值可控的栅极驱动电压。不仅最大脉宽不受磁芯饱和的限制,而且负偏置电压使开关管可控关断,同时在一定程度上避免了电流流过MOSFET米勒电容而引起的寄生导通,提高了电路工作的可靠性。此外,研究了不同匝数和磁芯材料对驱动波形的影响。搭建了一台14级脉冲调制器样机,测试结果表明,基于该驱动器下的调制器输出电压和脉宽都连续可调,具有改变脉冲轮廓的能力,最大输出电压可达5.5 kV,脉宽调节范围为100 ns~50 ms,最小上升时间约18 ns,重复频率为100 kHz。
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关键词
脉冲调制器
脉冲变压器
分立磁耦合驱动器
高频纳秒脉冲
脉冲轮廓
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Keywords
pulse modulator
pulse transformer
discrete magnetic coupling driver
high-frequency nanosecond pulse
pulse profile
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分类号
TM832
[电气工程—高电压与绝缘技术]
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