新型纳秒脉冲电源的参数设计与实验研究.pdf

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1、第47卷第1期电力电子技术Vo1．47．No．12013年1月PowerElectronicsJanuary2013新型纳秒脉冲电源的参数设计与实验研究张晗，李胜利，伍衡，卢文浩(1．南方电网超高压输电公司检修试验中心高电压技术部，广东广州510663；2．华中科技大学，环境科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：提出了一种新型的高压纳秒脉冲电源，该装置输出电压和频率可调，控制极为方便；输出波形稳定，谐波分量小；工作稳定，可靠性高。电源主要采用省去磁芯复位电路的两级磁脉冲压缩技术与运行可靠的半导体断路开关技术，该电源应用广泛，可用于对一些气体、液体、固体介质的放电

2、研究和其他需要高压电源的场合。详细分析了该电源的工作原理，并测得各种实验电压波形。着重介绍了磁脉冲压缩网络的参数设计，得出了电源在获得较高输出电压峰值时的磁开关(MS)和可饱和变压器的具体参数，并通过一系列对比实验验证了参数设计的准确性。结果表明，相关元件参数固定后，非线性磁芯的饱和都有一个最佳时刻。关键词：脉冲电源：半导体断路开关；磁脉冲压缩中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2O13)01—0010—03ParametricDesignandExperimentalStudyofaNovelNanosecondPulsePowerZHA

3、NGHan，LISheng—li，WUHeng，LUWen—hao(1．HighVoltageTechnologyDepartmentofChinaSouthernPowerGridEHVMaintenance&TestCenter，Guangzhou510663，China)Abstract：Anewtypeofhigh—voltagenanosecondpulsepowerisdeveloped．Theoutputvoltageandfrequencyofthedeviceareadjustable．Thecontrolisextremelyconvenient，

4、outputwaveformisstable，andharmoniccomponentissmal1．Itworksstablyandreliably．Thepowersupplyusestwomagneticpulsecompressiontechnologywhicheliminatescoreresetcircuit，andreliablesemiconductoropeningswitchtechnology．Itiswidelyusedindischargeofgas，liquid，solidmediaandotheroccasionwhichneedhig

5、hvoltagepower．Theworkingprincipleofthepowersupplyisana—lyzed，andavarietyofvoltagewaveformsaremeasured．Theparametricdesignofmagneticpulsecompressionnetworkisintroducedanddemonstratedthroughaseriesofcomparativetests．Thespecificparametersofthemagneticswitch(MS)andsaturabletransformersonhig

6、herpeakoutputvoltageofthepowerareacquired．Theresultsshowthat，iftheparametersofrelatedcomponentsarefixed，thesaturationofnonlinearcoreshaveabesttime．Keywords：pulsepower；semiconductoropeningswitch；magneticpulsecompression1引言频率脉冲下长时间工作．且半导体断路开关的最高工作重复频率可达兆赫兹级。在此提出了一种开关是脉冲功率系统中的关键元件，开关性基于SOS

7、和两级磁脉冲压缩网络的新型拓扑电能的好坏决定了脉冲功率系统的好坏Ⅲ。许多传路，并设计了一套新型的实用化高压纳秒脉冲电源。统的脉冲电源以机械式火花隙、水开关、真空开关等作为主开关，虽然能获得高峰值的窄脉冲，但均2高压脉冲电源存在寿命短、重复频率低等问题，制约了脉冲电源图1为高压脉冲电源原理图．它主要由两级的发展。为了解决上述问题，利用功率半导体开关磁脉冲压缩系统与SOS系统组成。最高充电电压结合磁脉冲压缩开关的方法来产生高压快脉冲，为1．5kV的全桥串联谐振电源将C充电至630V，并得到了较快的发展[2-3】。尤其是近年来一种新颖给晶闸管V一个触发脉冲