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1、脉冲功率技术目录目录1摘要2一、脉冲功率技术的发展历史及现状3二、脉冲功率技术的储能技术52.1惯性储能52.1.1直流发电机62.1.2单极脉冲发电机（HPG）62.1.3同步发电机72.1.4主动补偿脉冲发电机92.2电容储能92.2.1电容器组放电102.2.2电容器组放电技术要点102.3电感储能102.3.1电感与电容器储能密度比较112.3.2电感储能的缺点11三、串联谐振CCPS恒流充电123.1串联谐振CCPS概述123.2串联谐振CCPS工作原理123.3串联谐振CCPS恒流充电的MATLAB仿真15总结17参考文献1817脉冲功
2、率技术摘要所谓脉冲功率技术是指将很大的能量（通常为几百千焦耳至几十兆焦耳）储存在储能元件中通常为电容器、电感器等,然后通过快速开关（动作时间在毫微秒左右）将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上,以得到极高的功率（兆瓦左右）。脉冲功率技术研究的主要内容是如何经济地和可靠地储存能量,并将大能量和大功率有效地传输到负载上。不断提高的能量、功率、上升时间和平顶度、重复率、稳定性和寿命的要求,给脉冲功率技术提出了一系列的科学技术问题。本文介绍了，给储能元件电容充电的一种恒流充电电源，分析了CCPS充电的原理以及实现问题。关键词：脉冲功率，CCPS,恒流充电
3、，储能技术17脉冲功率技术一、脉冲功率技术的发展历史及现状脉冲功率技术（PPT,PulsedPowerTechnology）正式作为一个独立的部门发展,还是近几年的事。事实上作为脉冲功率技术基础的脉冲放电,早就存在于大自然中。而对脉冲放电的研究则开始于研究天然雷电特性,以及它对输电线路、建筑物危害及其防护措施。当时这种放电仅限于毫秒级和微秒级。四十年代末期,就有人开始注意到亚微秒及毫微秒级的高压强流脉冲放电形式。但是,一方面由于当时客观要求并不迫切；另一方面,这样快的脉冲放电,无论在产生技术上,或者在测量技术上都存在着一定的困难。因此,其后十多年,
4、这种技术发展并不迅速。六十年代初期,由于闪光辐射照相和瞬时辐射效应研究的需要,英国原子能武器研究中心的J.C.马丁所领导的研究小组，开拓了称之为脉冲功率加速器的研究领域,使毫微秒级脉冲功率技术往前推进了一步。同时,一些科学技术在发展中受到障碍,急需找寻新的途径。以微波和激光的发展为例,利用速调管、行波管等原理去产生大功率高效率毫米或亚毫米微波已经不可能。利用一般方法产生大功率、高效率、波长可调的激光束也不可能。正当人们探索和寻找新的解决途径的时候,他们发现脉冲功率技术是解决这些问题的良好途径。为此,美国许多单位,为桑地亚实验室、物理国际公司、海军研
5、究实验室、康乃尔大学、加利福尼亚大学和斯坦福大学等单位,对脉冲功率技术及其在各方面的应用,开始了研究和发展工作。这种技术的应用包括：电子及离子加速、核聚变、微波装置、激光（特别是大功率放电激光）、电磁脉冲、闪光辐射照相、瞬时辐射效应和各种各样的工业应用。脉冲功率技术研究的主要内容是如何经济地和可靠地储存能量,并将大能量和大功率有效地传输到负载上。不断提高的能量、功率上升时间和平顶度、重复率、稳定性和寿命的要求,给脉冲功率技术提出了一系列的科学技术问题,诸如：能量的储存,能量和功率的传输,脉冲的形成和压缩,开关技术,绝缘特性,磁绝缘传输线,二极管和有
6、关诊断技术等。由于军事、科学实验和工业上的需要,脉冲功率技术已经发展到相当高的水平。脉冲功率技术经过半个多世纪的发展,已经从高新技术、国防科研领域逐渐向工业、民用领域延伸。作为当代高新技术领域的重要组成部分,它的发展和应用与其他学科的发展有着密切的关系。分析当前脉冲功率技术的发展趋势,可以概括为以下几个方面:(1)由单次脉冲向重复的高平均功率脉冲发展。过去脉冲功率技术主要为国防科研服务,并且大多是单次运行,而工业、民用的脉冲功率技术要求一定的平均功率,必须重复频率工作。(2)储能技术——研制高储能密度的电源。在很多应用场合下,脉冲功率系统的体积和重
7、量的大小是决定性因素,如飞机探测水下物体技术、舰载电磁炮等,都要求产生很大的脉冲功率,而且系统又不能过于庞大和笨重。因此,高储能密度的脉冲功率发生器的研制是当前主要的研究课题之一。(3)开关技术——探讨新的大功率开关和研制高重复频率开关。开关元件的参数直接影响整个脉冲功率系统的性能,是脉冲功率技术中一个重要的关键技术。美国空军武器科学家认为,目前大功率开关技术包括以下几个方面:短脉冲17脉冲功率技术技术、同步技术、高重复频率技术、长寿命技术,而难点在于大功率、长寿命和高重复频率的开关技术。因此,具有耐高电压强电流、击穿时延短且分散性小、电感和电阻小
8、、电极烧毁少以及能在重复的脉冲下稳定工作的各种类型开关元件的研制,是当前国内外脉冲功率技术中又一个十分受重视的研究课题。(
