高压陡前沿脉冲发生器的研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文高压陡前沿脉冲发生器的研究姓名：杨可申请学位级别：硕士专业：高电压与绝缘技术指导教师：陈庆国20070601哈尔滨理T大学丁=学硕士学位论文高压陡前沿脉冲发生器的研究摘要纳秒级上升沿高压脉冲技术己经在高压绝缘检测、激光技术、微波技术和电磁兼容试验技术等领域得到了广泛的应用。随着脉冲功率技术的发展，更快的脉冲前后沿、更高的重复频率以及更高的幅值都已成为脉冲功率技术的发展方向。在单器件MOSFET和IGBT耐电压和电流非常有限情况下，就需要采用大量开关器件的串联或并联来提高开关电压和电流，本论文研究的高压陡前沿脉冲发生器

2、采用IGBT串联技术，以实现幅值为士5kV，脉冲前沿为200ns，重复频率为10kHz的高压脉冲输出。本文基于电力电子技术和脉冲功率技术，提出了一种高压、重复频率和陡前沿脉冲发生器的设计方法。其组成主要由幅值可调高压直流电源产生回路、高压逆变主回路和高压逆变控制回路构成。直流电源产生回路由调压回路、低压逆变回路、高频升压变压器和高频整流回路构成；高压主回路逆变器采用多个IGBT串联构成半桥回路及相应的保护电路；高压逆变控制回路采用芯片SG3525来实现PWM(脉宽调制)的控制方式，并且采用脉冲变压器来实现多个IGBT的同步驱动以及信号隔离。通

3、过仿真分析和实验研究表明，本文所设计的高压陡前沿脉冲发生器可实现输出幅值的连续调节，高压逆变控制信号具有较好的同步性，高压逆变回路可产生前沿250ns、幅值士5kV的高压陡脉冲。关键词高压脉冲；陡前沿；IGBT；串联技术；半桥DevelopmentofHighVoltageSteepRisetimePulseGeneratorAbstractThenanosecondrisetimeofhighvoltagepulsetechnologyhasbeenalreadywidelyusedinhighvoltageisulatingtest,la

4、sertechnology,microwavetechnologyandelectromagneticeompatibilitytest．Withthedevelopmemofthepulsepowertechnology,fasterfrontandbackpulseedge，higherfrequencyandhighervoltagearebecominghotspots．ThevoltageandcurrentofsingleMOSFETorIGBTarelimited,andhighswitchvoltageandhighswitc

5、hcurrentcallbeobtainedbyusingMOSFETorIGBTinserieslinkedmodeandparallellinkedmode．Thehi曲voltagesteeprisetimepulsegeneratorisbasedontheIGBTinserieslinkedmodeinordertooutputthehighvoltagepulsewitllamplitude士5kV,pulserisetime200ns,andrepetitionfrequencylOkHz．Based011techniqueof

6、powerelectronicsandpulsepower,themethodtogeneratethehigllvoltagewiththecharacteristicsofrepetitionfrequencyandsteeppulseisproposedinthethesis．TheestablishedmethodincludeDCgeneratingcircuitwithadjustableamplitudehigh-voltage．high-voltageinvetermain-circuitandhigh-voltageinve

7、rtercontrolledcircuit．TheDCgeneratingcircuitincludedadjustablevoltagecircuit，low-voltageinvertercircuit,laJlgh·frequencystep-uptransformerandhigh·frequencyrectifyingcircuit．High-voltagemain-circuitinverteradoptshalf-bridgewithseveralIGBTconnectioninseriesandcorrespondingpro

8、tectiveckcult．High-voltageinvertercontrolledcircuitadoptsSG3525torealizePWMontroll