采用t-scc发生器的脉冲电源设计

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1、１学校化号：０２Ｓ５２学号：２０１３４２０８０１Ｓ＾ＣＨＱＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ采用Ｔ－ＳＣＣ散ＩＩ的赋帕源设计－：ｒｓｕｌｓｉｎＴＳＣＣｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｕｌｓｅｐｏｗｅｐｐｙｕｇｇ．Ｈ｜Ｉ研究生姓名孙煥！■陶智．指导教师姓名，胃＾专业名称松则技术与自动化装置研究方向等离巧源所在院部苏州大学物理与光电？能源学部论文提交日期２０１６年４月苏州大学学位论文独创性声明，独立本人郑堇声明：提交的学位论文是本人在导师的指导下，本论进行巧究工作所取得

2、的成果。除文中已经注明引用的内容外文不含貫他个人或集体己经发表或撰写过的硏究成果，也不含为获得苏州大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的。本硏究作出霞要贡献的个体和樂体，均已在文中臥明确方巧标明人承抱本声明的法律责任。斗－；Ｍ论文作者签名：如传、日期学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光蟲

3、版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文楼，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保，允许论文被査阅和借阅存和汇编学位论文，可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文□本学位论文属在年＿月解密后适用本规定。非渉密论文／ｐ＇或．换论文作者签名：日期；＾－日期－导师签名：；心山ｉ！｝Ｊ采用T-SCC发生器的脉冲电源设计中文摘要随着等离子体在工业上的应用越来越广阔，对用于产生非平衡等离子体的脉冲电源的需求也越来越多。目前，脉冲电源的关键技术主要有脉冲高压、重复频率和脉冲前沿。其中，脉冲前沿大致能达到10μs-100

4、μs，不可调，极大的制约了脉冲功率技术在工业以及国防领域的应用。针对脉冲电源存在的波前沿周期长，不可调等问题，本文结合了脉冲功率技术以及高频高压技术，通过分析、优化S²BM（Solid-StateBipolarMarx）型Marx脉冲发生器，设计了T-SCC（Two-switchesCapacitorsCells）发生器，并且提出了一种寄生参数动态模型，建立了T-SCC发生器寄生参数动态模型，推导了寄生电容充放电公式。为了进一步输出波前沿可调的脉冲电压，在T-SCC发生器的基础上引入二级储能单元，设计了PC上位机控制系统，具体研究如下：（1）将S²BM脉冲发生器的全桥储

5、能模块优化为半桥储能模块，减少了每级储能单元的导通压降。单独设计了全桥负载模块，保证双极性脉冲输出。最终通过1kV直流电压源的充电，四阶T-SCC储能单元可以存储并且输出1kHz、0-4kV可调的双极性脉冲电压，完成了脉冲波形从ms级到μs级的压缩，实验表明储能电压可以增加约5-20V，优化驱动电路的同时提高了储能效率。（2）单独的T-SCC发生器模块输出的脉冲波前沿大约为10μs（由电子开关导通时间决定），不可调。通过引入二级储能单元可以得到波前沿以及半波长可调的脉冲电压输出，这是传统Marx发生器无法做到的，但是输出电压会经过一定比例的衰减，最后通过仿真以及实验电源

6、得到约1.6kV、1.2μs/50μs的标准雷电波输出。关键词：Marx发生器；T-SCC发生器；寄生参数动态模型；1.2μs上升时间；50μs半波长；上位机控制系统；作者：孙焕指导老师：陶智IThedesignofpulsepowersupplyusingT-SCCgeneratorAbstractWiththedevelopmentoftheapplicationofplasmaintheindustry,thedemandfortheproductionofnon-equilibriumplasmapoweradapter(pulsepowersupply)isa

7、lsoincreasing.Thekeytechniquesforthedevelopmentofpulsepowersupplyishighvoltagepulse,repetitionfrequencyandpulsefront(5μs-100ns).Thepulsefrontgenerallycanreach10μs-100μs,couldnotbeadjusted,whichgreatlyrestrictedtheapplicationofpulsedpowertechnologyinthefieldofnationaldefen