电容储能式脉冲发生器的分析与设计

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摘要：脉冲功率技术是一门研究高电压、强电流、大功率脉冲产生、传输和应用的技术。随着工业和科技界应用技术的进步和发展，电容式脉冲功率电源在储能密度、重复频率、
/ s, \8 y6 f- u5 |% B控制功能多样化诸方面得到迅速发展，本文就电容储能式脉冲发生器这方面的课题开展
7 u0 B  v$ G3 \+ M/ H研究。
首先，为了分析对电容储能式脉冲发生器的影响因素，介绍了电容储能式脉冲发生
) K2 h) Z- Y, _7 J7 A器的基本原理，并建立了电路模型，对其进行数值分析和电路仿真。在分析中主要包括
* B0 p, d* `" m. I续流电路的分析，其主要作用是阻止电源放电过程中电路对储能脉冲电容器的反向充
电，以及浪涌电流、浪涌电压对放电回路的影响。
半导体开关器件RSD(Reversely Switched Dynistor)是一种脉冲功率器件，它具有正
8 l$ e4 u; f5 {( x& b3 L; y向阻断电压高、通流能力强、高di/dt、导通时间短、长寿命和重复率高等特点。因此，
RSD器件在脉冲功率系统中具有良好的应用前景。
% P- _8 r: d6 D" @5 S2 o运用RLC电路脉冲产生原理设计出一种以RSD作为开关的电容储能式脉冲放电回
) p, g  ?* u! F; e) j2 q- @路，基于RSD开通的预充要求，引入磁开关作为主回路和触发回路的延迟隔离器，根
1 N" w" z) U6 K" H8 k据磁开关饱和时间和饱和电感的综合要求，讨论磁开关的磁性材料的选取，分析了杂散
电容、电感对放电回路的影响，并给出估算方法及减小措施。
最后给出了基于RSD脉冲发生电路的设计流程，并以一个例子进行了说明。
! D: }' [9 B8 t9 W关键词:脉冲功率技术，电容储能，浪涌，RSD，磁开关
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/ }) o% Y' m/ w0 G8 \5 q4 l脉冲功率技术是将很大的能量（通常为几百千焦耳至几十兆焦耳）储存在储能元件
+ }" V7 u, d3 |1 i- \( m. d(通常为电容器、电感器等）中，然后通过快速开关（最短可为纳秒量级）将此能量在
0 h% d1 [* D! ~很短的时间内释放到负载上，以得到极高的瞬时输出功率。
脉冲功率技术是基于20世纪30年代核聚变相关研究的需要并以其为基础构筑起来
的。经过漫长的发展，随着在国防和民用等领域的广泛应用，与其相关的研究开始受到
* }: ^/ x8 d" E! {* a9 q" U3 T" ]重视。上个世纪70年代后期，随着核物理技术、电子束、加速器、激光、放电理论、
电除尘、石油勘探、船舶冲击波试验模拟、金属电磁脉冲成形加工、等离子体技术、微
+ }$ Y: U0 ]6 k4 X7 v电子加工技术、雷达、微波与射频技术、无线移动通信数字脉冲调制与发射系统、电子
对抗、电磁炮、电磁炸弹、生物与生物医学工程等的研究和日益广泛的应用，脉冲功率
" ?! f# O- T4 p1 W& j0 n技术得到迅速发展。
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脉冲功率技术是一门研究高电压、强电流、大功率脉冲产生、传输和应用的技术

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