Marx发生器LCC谐振充电工作仿真分析

为满足Marx发生器的充放电脉冲工作要求,提出采用恒导通时间-恒频率控制策略的LCC串并联谐振变换器作为IGBT开关Marx发生器的充电电源。利用Pspice软件和等效模型模态方法对断续模式工作的LCC变换器实现软开关的原理进行分析,给出设计原则。仿真结果表明变换器能够以较高效率满足Marx发生器从短路到开路的宽范围变动工作特性的充电要求,实现高达1KHz重复频率变频变脉宽稳定运行。所提出的方法为研发制造紧凑型一体化高重复频率Marx发生器式功率脉冲电源开辟了一条新路。

晶闸管自触发并联Marx发生器设计

采用充电直流电源为600 V的晶闸管作为电路开关元件,利用串联并联相结合的Marx发生器结构,设计一种应用于长磁透镜的大电流脉冲发生器.利用晶闸管电流驱动特性,将门极通过稳流电感及限流电阻接地构成自触发结构.模拟了电路输出及各级晶闸管自触发波形,在负载电阻为500 mΩ、负载电感为1.14 mH时,输出电流幅值为-1.1 kA、宽度为2.68 ms的脉冲.将该电流脉冲用于激励长磁透镜,获得持续时间为1.2 ms、强度高于0.6 T的磁场.研究充电电压、储能电容及电路并联级数等对脉冲电流幅值和宽度的影响,当充电电压增大时,脉冲电流变大,宽度不变;当储能电容值增大、并联级数增大时,脉冲电流幅值变大,宽度变宽.

多路Marx并联高压脉冲电源研究

脉冲功率技术在工业和生物医学领域有着广泛的应用,很多应用场合要求输出数百安培的高压脉冲。固态Marx发生器虽已研究多年,但是被广泛采用直插封装的IGBT和MOSFET功率半导体开关管的额定电流通常都低于100 A,无法满足低阻抗负载的应用需求。为提高输出脉冲电流幅值,提出两种多路Marx发生器并联的脉冲电源的拓扑结构,第一种方案采用多路Marx发生器直接并联,第二种是共用一组充电开关管的多路Marx发生器并联。由FPGA提供充放电控制信号,采用串芯磁环隔离驱动方案实现带负压偏置的同步驱动,主电路选用开通速度快、通流能力强的IGBT为主开关的半桥式固态方波Marx电路。实验结果表明,6路16级Marx直接并联的脉冲发生器能输出重频100 Hz高压方波脉冲幅值可达10 kV,在30Ω负载侧输出峰值电流可达300 A,上升时间230 ns。共用充电开关管的6路4级Marx并联发生器在5Ω电阻负载上的输出电流峰值可达300 A,最大输出电流可达460 A,上升时间272 ns。表明多路Marx发生器并联可以有效地减小系统内阻,提高系统带载能力;改进后的并联方案实现大电流脉冲输出的同时,所采用的开关管数量减小近一半,提高了系统的抗干扰能力的同时,降低了脉冲电源的成本;且增加级间并联导线可进一步改善均流效果。

基于MARX发生器的全固态磁控管调制器

结合磁控管调制器的特点,提出一种磁控管调制器的实现方法:电容器并联充电串联放电的MARX发生器方式实现高压脉冲输出。介绍了MARX发生器的具体工作原理,详细分析了各关键器件、参数的选择方法及快速的保护功能,比较MARX调制器与原有调制器的各项性能,阐述MARX发生器作为磁控管调制器的优势所在,并通过最终实验数据及波形说明基于MARX发生器的磁控管调制器系统完全满足磁控管调制器的要求,并有其明显的优势,是非常理想的一种磁控管调制器。

高峰值电压长寿命超宽带时域信号源

设计了一款基于雪崩晶体管和Marx电路的超宽带(UWB)时域信号源,其具有较高的峰值电压、较快的上升沿、较窄的半脉宽、较高的重频、较长的寿命等特点。通过8路功率合成的方法,在电路成本较低的前提下,改善了输出电压饱和的问题,提高了信号源的输出电压。通过晶体管并联技术,在高峰值电压输出的情况下,提高了信号源的寿命。最终信号源实现了峰值电压10 kV,上升沿183 ps,半脉宽750 ps。在重频为20 kHz下,可以连续工作超过45 min。该信号源可用于对目标的探测、干扰、攻击和物质处理等领域。

基于雪崩三极管的新型并级联脉冲发射技术

针对雪崩三极管构成的Mark级联电路高幅值需要多级级联以及雪崩三极管制作工艺造成的多级电路不能同时触发等缺点,设计了一种特殊的并级联结构,使整个电路在临界雪崩电压值的直流电源供电条件下同时触发,产生信号质量明显优于同级数Marx电路的高幅值、窄脉宽的脉冲信号。文中对雪崩效应的原理进行分析,然后讲述雪崩三极管级联电路的工作原理,在此基础上介绍改进之后的并级联电路,并对其进行仿真分析和实物测试,可以得到上升沿1.9 ns、脉宽4.25 ns、幅值300 V左右的负脉冲,结果表明改进后的脉冲发生装置性能得到很好的改善。

几种全固态刚管调制器的对比

随着固态开关器件串并联技术的发展,采用多个全固态开关管串并联实现大功率全固态刚管调制器的技术越来越成熟。文中介绍了近年来大功率全固态刚管脉冲调制器的发展情况,分析了各种类型的刚管调制器特点和关键技术,给出了几种调制器的典型波形,分析了各自的应用场合,同时对各种调制器的优势进行了总结,对应用前景进行了展望。

毫秒级长脉冲调制器技术探索和实现方法

介绍了毫秒级脉冲高功率调制器系统技术。围绕长脉冲调制器应用体制、高压开关、驱动方式，以及脉冲顶降补偿技术等展开论述，对于两种常用体制、两类常用开关、三种驱动方式，以及四项顶降补偿技术各自的工作原理、特点、适用场合及优缺点做了系统阐述。介绍了电压电流为-70kV／50A、脉宽达1ms、脉冲顶降小于5％的长脉冲大功率调制器，并对其测试结果进行了说明。测试结果表明：研制的长脉冲调制器技术先进，在输出功率、输出波形、脉冲顶降等各方面指标均达到了国内领先水平。

几项新技术在“闪光二号”加速器上的应用

为追踪国际上脉冲功率技术的发展方向,在"闪光二号"加速器上开展了水介质形成线并联技术、多级多通道气体开关技术和同步触发技术等研究。经过3维结构下电场分布的模拟计算和绝缘设计,采用3根6Ω小水线并联组成了2Ω水介质形成线,研制成功了作为主开关的3 MV多级多通道气体触发开关,并实现了3个多级多通道气体开关的并联运行;采用工作时延446 ns的同步触发系统实现了Marx发生器与主开关的延时同步运行。真空负压下的涡流循环冲刷消除水中气泡技术应用于水介质形成线上,有效消除了并联形成线汇聚结构处的气泡,提高了加速器运行的安全性。经过调试后,加速器重新获得了稳定的运行状态,几项新技术的应用获得成功。

外在并列关系还是相互内在关系?——马克思对理论与实践关系传统定位的变革

把理论与实践判定为外在并列的二元性关系,作为关于二者关系主导性传统定位,遮蔽了二者关系的本然形态,使二者关系陷入多重逻辑困境。该传统定位的成因,在于把脑体分工后理论的专业化生产形式同实践的相对独立关系,误作为理论本身同实践的关系。马克思把二者诠解为相互内在关系,并判定该关系随脑体分工的生成与消亡而呈现出历史性。对该相互内在关系而言,其中理论对实践的内在性,表现为理论是实践的内在环节、理论的内容内蕴于实践的内容中、理论内生于实践中、理论绽现为实践等方面;其中实践对理论的内在性表现为实践的内容映现于理论内容中、实践内在于理论的限度中等方面。该相互内在关系显示,二者既是其本身,又是其对方,从而呈现为有机整体。马克思这种全新诠解,揭示了二者关系的本然形态,内蕴着把握二者关系的全新逻辑,绽放出了二者健康发展的无限可能性。

世界历史理论和马克思的实践观

马克思实践观和世界历史理论在唯物史观中占有重要地位。世界历史线索的发现是科学实践观得以确立的重要支点 ,科学实践观具有深厚的世界历史意蕴 ,二者相互交织、相互渗透构成了唯物史观的经纬线。

基于晶闸管的大电流脉冲发生器研制

采用串并联结合的Marx发生器结构,以晶闸管作为开关元件,设计了大电流脉冲发生器。通过导通回路电流分析了脉冲发生器的自触发原理,并模拟了输出脉冲电流激励磁透镜产生磁场的变化曲线。进行实物电路的研制,采用充电电容参数为600 V/2200μF,充电电压为550 V。在负载电阻为6Ω,负载电感为31.5 mH的条件下,获得输出电压峰值为−2.1 kV,半高宽为7.34 ms,脉冲前沿为450 ns;输出电流峰值为−225 A,半高宽为6.3 ms,脉冲前沿为4.11 ms。