两种不同预充拓扑的反向导通双晶复合管高压脉冲电路

为了获得窄脉宽下的大脉冲电流,研究了基于反向导通双晶复合管开关的2种不同预充拓扑的高压脉冲电路—直接预充拓扑和变压器预充拓扑。首先建立了RSD的工作拓扑模型,并分析了RSD正常开通所需要的条件:足够的预充电荷量QR和匹配的磁开关延时时间ts;然后按照开通的要求对电容、电感、负载等回路参数进行设计并选择合适的开关;最后,通过Saber仿真和实验验证了设计的合理性,并对结果进行了对比分析。根据实验结果,在主电压10kV下,两种拓扑电路分别成功通过了14μs脉宽下9.0kA的主电流和15μs脉宽下7.5kA的主电流,通过RSD开关的浪涌电流时间平方积分别为545A2·s、426A2·s。实验表明,直接式预充拓扑电路设计和维护相对容易,其主要应用在单次的人工控制环境;变压器预充拓扑电路能实现高低压隔离,其主要应用在重频自动控制环境。

复合式罗氏线圈在RSD开关测量中的应用

分析了自积分及外积分罗氏线圈典型方程及条件,提出一种自积分与外积分相结合的复合式罗氏线圈设计方法,给出了电路模型及参数。在微秒级反向导通双晶复合管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)脉冲功率系统中进行实验,结果证明,复合式罗氏线圈很好地再现了RSD电流波形,纠正了传统自积分或外积分罗氏线圈的缺陷,在提高测量精度的同时,扩宽了传统罗氏线圈的应用范围。

基于RSD开关的脉冲放电主回路

运用RLC 电路脉冲产生原理设计出一种以反向导通双晶复合晶体管(Reversely Switching Dynistor,简称RSD)作为开关的脉冲放电主回路。基于RSD 开通的预充要求,引入磁开关作为主回路和触发回路的延迟隔离器。根据磁开关饱和时间τ和饱和电感Ls的综合要求,讨论了磁开关磁性材料的选取,重点设计了体积参数,分析了 s杂散电容、电感对放电回路的不利影响,分别给出两者的估算方法及减小措施。试验连线长60cm ,磁开关采用环形结构,磁芯材料为铁基非晶合金磁芯,其内径为60m m ,外径为120m m ,高为30m m 。经过多次放电试验,得到下述结果:①改善回路杂散电容及电感后,放电电流波形明显光滑;②磁开关绕线匝数决定了隔离时间并改变了回路总电感;③不同负载电阻的放电波形符合RLC 放电规律。试验结果验证了电路参数设计的合理性。该放电回路适合RSD 的测试及其脉冲功率电源。

半导体RSD开关预充电路设计与研究

利用快速晶闸管设计了一种可用于触发大电流半导体开关的反向导通型双晶复合晶体管(Reversely Switching Dynistor,简称RSD)电路。重点介绍了RSD预充电路参数选择和触发脉冲产生电路的设计,解决了预充电路和主回路RSD开关开通后各电气参数的配合问题。实验结果表明,当预充电路的工作电压约为800V时,RSD开关的预充峰值电流约为600A,脉冲宽度约为2μs,流过RSD开关的脉冲峰值电流可达5.3kA,脉冲宽度约为10μs。