导通时延抖动对无电抗器电容型脉冲电源的影响

无电抗器电容储能型电源技术是提升高功率脉冲电源小型化与轻量化水平的有效途径之一,可加速推动电磁轨道发射技术的工程化应用。该型电源工作期间,晶闸管导通时延抖动是影响电源系统安全运行的重要因素。该文建立大功率晶闸管与动态负载的子电路模型,并通过模拟试验验证模型的准确性,结合系统输出性能与半导体开关性能进行对比分析,研究先导通模块的抖动阈值,为电源设计提供参考。结果表明:去除脉冲电抗器后,系统效率提升2.13%,导通时延抖动对系统输出性能影响极小;当出膛速度一致时,更高的系统效率使得无电抗器电源的小型化、轻量化水平进一步提升,体积减小了23.1%,质量减少了18.9%;导通时延抖动影响先导通模块晶闸管的运行安全,应关注高电流上升率以及由此可能引起的电流尖峰;在0.1μs的抖动阈值内,提高导通模块数可有效降低先导通模块的电流上升率;以晶闸管电流上升率限值为边界条件,导通模块数随导通时延抖动的增大以幂函数形式增加。根据系统性能分析,该型电源在增强型电磁轨道发射系统中具备工程可行性。

无电抗器电容储能型脉冲功率电源

电容储能型脉冲功率电源是目前特种直线电机系统主要选用的电源类型。现阶段脉冲功率电源小型化、轻量化的研究均着重于提升各器件的自身性能,短期内难以实现储能密度的大幅提升。该文针对感性负载开展无电抗器电容储能型脉冲功率电源研究,进一步提高电源的小型化、轻量化指标,推导和研究晶闸管导通时延抖动所带来的影响,分析该型电源安全运行的触发方式与匹配负载,并通过试验进行对比和验证。结果表明:无电抗器电容储能型脉冲功率电源可提升储能密度,具备小型化和轻量化的潜力;同步触发是实现无电抗器电容储能型电源系统可靠运行的条件,需要重点关注该型电源工作的抖动性;通过理论和实验,分析和验证了抖动对该型电源所带来的影响,具有指导意义。