分布式全固态波形可调高压脉冲发生器研制

为了满足多领域对幅值、脉宽、波形、重复频率等参数的不同要求,基于分布式理念,提出了一种分布式全固态波形可调高压脉冲发生器。该脉冲发生器由多个结构相同的子模块构成,单个模块采用半桥结构的全固态Marx主拓扑,驱动采用磁隔离方案;每个模块具有统一设计的连接端子与通信协议,多个模块可以独立工作,也可以直接串联工作以获得更好的性能。整个装置采用分层式设计,结构紧凑。详细阐述了该发生器的电路拓扑、工作原理与波形产生方法,并搭建了3台8级基本单元的9电平试验样机,串联后可输出25级电平的单极性任意高压脉冲波形,最大输出电压达到16 kV。

美国FDA发布关于Inspire Medical Systems公司因制造缺陷召回Inspire 3028型植入式脉冲发生器的警示信息

发布日期:2024年6月21日召回级别:Ⅰ级,最严重的召回类型,使用这些产品可能造成严重伤害或者死亡。召回产品:Inspire 3028型植入式脉冲发生器(IPG)召回原因:产品存在潜在的制造缺陷,可能导致传感电路漏电,造成系统故障,需要进行翻修手术更换IPG。召回措施:Inspire Medical Systems公司于2024年5月16日向受影响的医疗服务提供商发出紧急医疗设备更正通知。通知解释了设备的潜在问题和对患者的风险,并建议采取以下措施:①通知受影响的患者此次自愿召回。②安排患者接受监测访问,通过波形和阻抗分析确认其Inspire治疗是否按预期进行。监测患者是否报告刺激变化、治疗效果不佳或无法开启治疗。③继续进行例行监测,并在每次例行就诊时进行波形和阻抗分析,因为IPG问题可通过基本波形和阻抗测试以非侵入性方式识别。④如观察到异常波形或阻抗,记录在1.5 V、2.0 V、2.5 V、3.0 V和3.5 V条件下的阻抗值。告知患者他们将感受到3个短脉冲刺激,其中一些刺激脉冲可能会感觉很强,这是正常现象。⑤有关其他诊断测试和故障排除建议,可联系Inspire代表或通过邮件Inspire质量团队。

基于动电极气体火花间隙开关的窄脉冲发生器

配网系统在获取电缆线路故障信息时,常常采用向线路端点注入脉冲信号的行波法。然而,目前用于电缆故障定位的低压脉冲会因线路上的衰减而影响诊断精度,而高压脉冲则容易对线路绝缘造成二次伤害。为此提出一种基于动电极气体火花间隙开关的窄脉冲发生器,可以在不影响线路绝缘水平的情况下产生高电压、快前沿的电磁脉冲信号。实验测试结果显示,所设计的基于传递电容脉冲压缩的窄脉冲发生器脉冲上升沿约为4 ns,脉宽约为60 ns,可有效满足配网电缆的故障检测需求。

直井测斜泥浆脉冲发生器阀头参数优化研究

直井测斜仪广泛应用于井下数据测量,其中传输数据的泥浆脉冲发生器的性能对所测数据的精确性和稳定性具有重要影响,而泥浆脉冲发生器阀头的可靠性是保证井下数据高效、精确和完整传输的关键。首先,基于脉冲发生器的工作原理,阐述了直井测斜仪中脉冲发生器的结构,建立脉冲发生器阀头的物理及理论模型,基于冲蚀理论和薄壁孔节流模型等,确定影响脉冲发生器阀头性能的参数主要有节流孔槽口倾角α及阀头倾角β。其次,采用离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)研究不同节流孔槽口倾角α及阀头倾角β对阀头附近流场特性和阀头所受压强及其分布的影响,基于仿真分析确定最优阀头参数为α=25°、β=45°。最后,将参数优化后的阀头在滴西某井开展现场测试,通过与优化前的应用对比,测试结果验证了数值仿真的可靠性。

直井随钻测斜磁流变液式负脉冲发生器研究

随钻测量是掌握井下实时钻进信息并在此基础上进行优化控制的最佳手段,目前在油气钻井中已大量应用。钻井液压力脉冲传输是随钻测量信号传输的主要方式,虽然应用广泛,但在传输速率、功耗和精度等方面仍存在较大提升空间。为此,研发了一种用于随钻测斜的磁流变液式负脉冲发生器。阐述了磁流变液式负脉冲发生器的结构与工作原理,设计了磁流变液式负脉冲发生器的结构模型;基于麦克斯韦方程组、安培环路定理和高斯磁通定理,确定了影响脉冲发生器制动性能的参数,主要有电流、磁流变液材料参数和磁导绕管壁厚等;在选定类型磁流变液材料的基础上,基于ANSYS Electronics软件研究了电流、磁导绕管壁厚等参数对感应电磁场强度及其分布特性的影响。研究所得的结构模型、理论分析方法、仿真分析结果等可为磁流变液式负脉冲发生器的开发提供支撑,促进随钻测量技术的发展。

轴配流液压脉冲发生器内泄漏规律研究

为了探究轴配流液压脉冲发生器的内泄漏影响因素,利用Solidworks建立简化的间隙流场模型,通过ICEM进行网格划分,使用Fluent软件进行流体仿真,以开度、高压侧间隙高度、偏心量、入口压力作为变量,计算不同高压侧间隙下的周向、轴向的泄漏量并进行比较,得到了转阀内泄漏变化的规律。结果表明:高压侧间隙高度是影响内泄漏量的主要因素,且周向泄漏量大于轴向;低压工况下,各偏心量的内泄漏量基本不变,而高压时偏心量对内泄漏量有明显影响;开度对内泄漏量的影响取决于腔体窗口是否与阀芯高/低压侧连通,腔体窗口的通断使内泄漏量产生约0.5 L/min的突变,不利于保持内泄漏量的稳定;入口压力的升高总使内泄漏量增加,在同样的压力下,高压侧间隙高度或偏心量越大,内泄漏增量越大。

基于可编程摩擦电原理的晃动式脉冲发生器

摩擦纳米发电机具有结构简单、适用性广的优点,近年来是热门的研究内容。但在实际应用中,摩擦纳米发电机仍面临诸多技术难题:传统摩擦纳米发电机的能量来自摩擦产生的电荷,但摩擦过程中产生的热量会转换成内能,这极大程度降低了能量转换效率,且容易损耗摩擦层材料,进而影响摩擦发电机的耐久性;由于物理接触的摩擦力存在,其机械结构需要较大的外界驱动力,当外界只有较为轻微的机械晃动(如人走路)时,难以有效驱动相应的机械结构,无法实现高频操作;由于摩擦力和器件输出能力均与器件的摩擦面积成正比,因此多层堆叠的器件会随着有效面积的增大而难以驱动。该文基于可编程摩擦纳米发电机的原理,提出了一种晃动式脉冲发生器,通过摇晃小尺寸的器件可实现百伏级的脉冲电压输出。即使器件的摩擦层材料相同,如聚四氟乙烯薄膜,仍能实现较高的电压输出,且摩擦层不需要接触式摩擦,可将器件的摩擦能量损耗最小化,降低驱动器件所需的能量阈值,提高能量转化效率。

电力机车通用触发脉冲发生器抗干扰技术

介绍了一种用于电力机车主整流柜综合性能测试的数字式同步触发脉冲发生器 ,该脉冲发生器由单片机和可编程器件构成的数字式同步触发脉冲发生电路 ,为晶闸管提供触发信号 ,用于测试主整流柜综合性能 ;着重讨论了处于复杂、恶劣的电磁环境下保证该装置稳定可靠的软硬件抗干扰措施。实践表明 。

基于FPGA的静止补偿器PWM脉冲发生器设计

研制了基于现场可编程门阵列 (FPGA)实现的、用于± 50 0 kvar静止补偿器 (STATCOM)的 PWM脉冲发生器。该脉冲发生器通过接口单元接收 DSP写入的 PWM脉冲宽度数据 ,然后产生 PWM波形 ,其工作不受 DSP影响。同时介绍了脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法。该脉冲发生器已应用在工业和试验运行的± 50 0 kvar STATCOM中 ,实际运行经验表明 ,该脉冲发生器精度高、可靠 ,可解决非对称和无功控制不平滑问题 ,而且所研制的脉冲发生器也适用于其他类型的逆变装置。

MOSFET在感应叠加型高压双方波脉冲发生装置中的应用

为了获得脉冲间距较小并且可随时调节的高压方波脉冲,利用MOSFET响应快、重复频率高的特点研制出了感应叠加型固态高压双脉冲发生装置,该装置主要由8个感应叠加模块组成,每个感应叠加模块由18个并联的功率MOSFET构成。每个功率MOSFET具有专用的驱动电路,该驱动电路由雪崩晶体管产生的触发脉冲进行同步触发。通过测试,所搭建的8个模块感应叠加装置具有输出高压大电流双方波脉冲的能力,在10Ω负载条件下输出的高压大电流双脉冲的峰值电压达3.6 k V、峰值电流达360 A。输出脉冲底部不平坦度<10%。通过优化调节雪崩触发脉冲的时间一致性,获得的输出高压脉冲的上升沿和下降沿时间分别为20 ns及30 ns。通过调整雪崩触发脉冲源输出的双触发脉冲的脉宽和脉冲间隔,可调节输出高压双脉冲的脉宽及脉冲间隔。

脉宽和幅值可调的新型超窄脉冲发生器的研制

分析各种窄脉冲产生方法后用振荡电路原理研制了一种新型ns级高压窄脉冲发生器,可输出脉宽20～100ns、幅值500～1000V的可调ns级脉冲电压。理论和仿真分析电路中各器件的参数表明,得到的ns级的高压脉冲波形光滑、对称性好。

重复频率纳秒脉冲源程控脉冲发生器

介绍了一种可以完成脉宽、幅值、频率可调、十路脉冲输出且延时可调功能的程控脉冲发生器。硬件主要包括主电源和辅助电源、功率放大电路、控制系统处理器、数字键盘和液晶显示屏。该脉冲发生器输出脉冲宽度可在1～30μs间调节,脉冲幅值在1～15V间调节,输出脉冲频率范围为1Hz～30kHz,十路脉冲输出中每路脉冲之间可以在0～1ms范围内精确调节。该脉冲发生器可为多个脉冲源的并联运行提供延时触发,为多个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关串联提供同步触发。

S-5N全固态重复频率脉冲发生器

主要介绍S 5N的结构及测试实验结果。S 5N型全固态重复频率脉冲发生器是目前国际上同类源中峰值功率和平均功率均为最大的一台。随负载大小的变化,S 5N脉冲发生器的输出电压为400～600kV,输出电流2～3kA,输出脉冲半高宽40～50ns,单脉冲输出能量40～65J。S 5N脉冲发生器在300Hz重复频率条件下可连续工作,500Hz重复频率条件下可连续工作3min,平均输出功率高达30kW。

紧凑重频PFN-Marx脉冲发生器

研制了一台紧凑重频脉冲形成网络(PFN)-Marx脉冲发生器,由PFN-Marx发生器、脉冲充电单元、重频触发单元等组成。PFN-Marx发生器模块采用全电感隔离,直径为480mm,长度为700mm。脉冲充电单元采用中储电容加脉冲变压器方法,单次充电可以满足10次输出。重频触发单元采用变压器和磁开关一体化设计的全固态Marx发生器技术,输出电压大于50kV,前沿小于100ns。脉冲发生器早期输出电参数为单次10GW,脉冲宽度100ns,前沿10ns,阻抗40Ω。重频工作时输出功率7GW,频率5Hz。后期调整后电参数更改为单次10GW,脉冲宽度70ns,前沿10ns,阻抗50Ω。重复频率工作时稳定输出功率8GW,频率10Hz,单串10个脉冲。初步的应用研究中,利用改进后的平台,在5GW条件下驱动磁控管获得了S波段约1GW的微波输出。

小型纳秒级电压脉冲发生器的研制

研制了一台体积小 ,重量轻的新型 ns级电压脉冲发生器 ,可用于电声脉冲法测量空间电荷的试验装置中。该发生器采用以开关电路为基础的电源代替原来的工频整流电源 ,以湿簧管代替火花间隙 ,使得电源的重量下降到原来的 1/5 ,体积也大缩小。经试验可输出脉冲宽度为 2 0 ns,幅值最高为 2 0 0 0

一种纳秒级高压脉冲发生器的研制

电声脉冲法(PEA)是一种目前较为流行的空间电荷分布测量技术,使用该法的一个前提条件是必须产生一个幅值大于400 V、脉宽小于20 ns的高压脉冲。笔者研制了一种纳秒级高压脉冲发生器,利用水银继电器作为开关,贮能电容通过此开关对匹配负载放电,经试验能产生脉冲幅值600 V、脉宽小于10 ns的陡脉冲电压信号。

基于Tesla变压器和螺旋线的长脉冲发生器

提出了一种结构紧凑的长脉冲发生器,该发生器的螺旋型形成线包含有磁性材料构成的内导体棒和外屏蔽。形成线通过内置的高耦合Tesla变压器充电,变压器的初级线圈紧靠外磁芯导体,次级线圈位于螺旋中筒和外筒之间。对这种结构的螺旋线进行了特征参数的理论计算和波传输数值模拟,并进行了简单的原理验证实验。实验结果表明:这种设计是合理的、可行的。

等离子体原子荧光光谱仪激发光源空心阴极灯脉冲发生和信号处理控制系统的研制和评估

本文用带３８６处理器的微型计算机，通过自行研制的接口，在ＢａｉｒｄＰｌａｓｍａＡＦＳ－２０００原子荧光光谱仪上实现了荧光激发光源空心阴极灯供电脉冲发生和信号处理的控制。典型元素的检测限、相对标准偏差和线性相关系数表明，系统性能良好。新系统增强了仪器的功能。

同轴全铰链双输出脉冲发生机构尺度综合与优化

以高效率、高平稳性、结构简化为主要目标,对全铰链同轴双输出函数发生机构进行尺度综合。将该六杆机构视作由一套基础四杆机构和一套等价四杆机构并联而成。采用"分组综合"的策略,即先建立"按两个位置综合且瞬时传动比相等"为目标的基础四杆机构综合模型进行求解。再以该四杆机构为基础,运用"变杆长四杆机构"的等价原则,求得与基础四杆机构具有相似运动规律的等价四杆机构的尺寸参数。这样较好地解决了这一特殊的高阶运动参数尺度综合问题。实例综合结果表明该机构脉动值仅为6%。

高功率激光装置中超快电脉冲发生器的研究

报导了一种基于雪崩晶体管和阶跃恢复二极管的超快前沿、低触发晃动方波电脉冲产生技术.利用雪崩晶体管的电触发雪崩导通特性得到脉冲主体,再用阶跃恢复二极管的超快阶跃恢复特性对脉冲前沿整形,从而得到输出脉冲幅度23V、输出阻抗50Ω、脉冲前沿小于160ps的方波脉冲,脉冲触发晃动小于4.5ps(rms),脉冲宽度5ns,幅度稳定性优于3%,顶部不平坦度优于5%.该脉冲发生器在“神光Ⅲ”高功率激光原型装置前端系统中获得成功应用.