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基于脉冲功率技术的实用化ns级高压脉冲电源的研制（华中科技硕士论文免费下载）

2575282 2017-12-26 | pdf | 2732KB | 次下载 | 1积分

资料介绍

　　本文利用电力电子技术与脉冲功率技术设计了一台高压纳秒脉冲电源，该电源主要分为低压部分与高压部分，电源低压部分主要采用电力电子技术中的BUCK电路与高频逆变电路，从而设计了一台电压可调、频率可调的直流串联谐振电源；脉冲电源高压部分主要采用脉冲功率技术中的磁脉冲压缩（MPC）技术与半导体断路开关（SOS）技术，最终得到一个高压脉冲波形，电压峰值高达50kv，脉冲宽度120ns，峰值前沿60ns。

　　本文对这种高压脉冲电源的工作原理，整体设计作了详细的阐述，主要介绍了BUCK电路、全桥逆变电路、可饱和变压器与磁开关、晶闸管、半导体断路开关电路的参数设计；通过PSPICE电路仿真与实际实验研究，得出了电路参数对输出负载波形的影响规律；给出了仿真波形和实验波形，并对仿真结果与实验结果作了对比分析。

　　该电源经过了测试，达到了预期的指标，运行稳定可靠，并已成功应用于云南某烟厂尾气治理。

　　脉冲功率系统一般包括下列几部分：

　　（1）初始能源为小功率的能量，如电容器或 Marx 发生器，电感器或脉冲变压器，化学能装置，核能装置，机械能装置等。初始能源的选用与中间储能、脉冲成形系统以及本身成本有关。

　　（2）功率调整系统，用来将初始功率转换成能量储存单元要求的具有特定形式的功率；

　　（3）能量储存单元，在一定时间内储存能量，然后很快将能量释放到脉冲成形回路，脉宽一般在 μs 数量级；

　　（4）脉冲形成回路，将脉冲整形（使其变得更陡，其上升时间在 ns 数量级），并使其达到一定幅值后，以便经过开关输送给负载；

　　（5）开关和负载，开关是脉冲功率系统中的关键元件，开关性能的好坏，最直接影响输出脉冲的技术参数，尤其是输出脉冲的上升时间；负载作为最终能量的消耗者，它可以为阻性、容性、感性或者它们的组合。