等离子脉冲电源拓扑结构及陡化电路的仿真研究

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1、武汉理T大学硕十学位论文摘要等离子体在工业以及军事上具有十分广阔的应用前景。等离子体发生器是获得等离子体的主要供应设备。但是诸如等离子体发生器、准分子激光器、激光武器等设备都需要一种能产生纳秒级高压高重复频率的脉冲电源。本文在广泛阅读国内外相关文献和深入研究现有开关电源技术的基础上，以等离子开关电源为研究对象，从电源的调压电路拓扑结构、调压电路输出电压的纹波系数和脉冲陡化电路的相关技术等方面，进行了以下的系统探索与研究：(1)等离子开关电源调压电路是其电源性能好坏的关键所在，其拓扑结构的优劣直接影响电源的供电性能。因此，对电源调压电

2、路拓扑结构进行优化设计，使之符合电源的技术要求是本文的关键问题之一。在系统地分析等离子开关电源调压电路各种拓扑结构的工作原理及过程的基础上，分析对比了各种拓扑结构的优缺点及应用环境，并且给出了各种变换器的典型应用电路。(2)在对开关电源拓扑电路分析的基础上，构建了升压变换器仿真模型，并进行了仿真研究，给出了三种工作模式下影响PWM控制高频高压开关电源调压电路输出电压纹波系数的各种因素，为设计等离子发生器开关电源提供了参考依据。(3)脉冲压缩陡化电路是对等离子初级电源产生的高压高频正弦电压进行陡化处理的重要手段，其陡化处理好坏直接影响

3、着对等离子发生器供电质量的好坏，由于脉冲压缩陡化电路的设计有很多方法可供选侧，所以对其选型和仿真实验至关重要。本文在分析了磁开关的工作原理及磁脉冲压缩网络的工作特点，并得到磁开关模型重要特征的基础上，给出了脉冲陡化电路的设计方法，并对脉冲陡化电路的设计进行了仿真，仿真结果证明了其理论分析与设计方法的有效性。同时，对压缩陡化电路系统各个部分的输入输出特性做了系统的试验研究和分析，给出了试验数据和波形；对仿真结果和试验结果作了分析比较，找出了电路的运行规律。在研究方法上，本文采用先建模分析、再计算机仿真、后搭建模型仿真实武汉理：r大学硕

4、士学位论文验电路三位一体的研究策略。文中对主要的电路结构进行了大量的仿真分析，如调压变换器、磁开关磁芯模型、压缩陡化系统电路等，以此降低研究成本，获得更快、更高、更好的科研效果。关键词：等离子体，脉冲电源，Boost变换器，磁开关，脉冲陡化II武汉理T大学硕+学位论文AbstractTheapplicationofplasmahasavastprospectonindustryandmilitary．Plasmageneratoristhemainsupplyofplasmaequipment．Butapowersupplythat

5、isabletogeneratefastrisetimeandhighrepetitionratepulsesisneededforplasmagenerators，excimerlaserandlaserbeamweapons．Thisdomesticandforeignliteratureinawiderangeofreadingandin—depthstudyofexistingtechnologybasedonswitchpowersupply,withtheswitchingpowersupplyfortheplasmas

6、tudy,thepressureregulatorfromthepowercircuittopologystructure，regulatorcircuitoutputvoltagerippleandpulsesteepoftechnology,Circuit．relatedtechnology,thesystemcardedouttoexploreandstudythefollowing：Firstly,plasmaswitchingpowersupplyregulatorcircuitisgoodorbadperformance

7、ofitspowerthekeytothetopologicalstructureofthepowersupplywilldirectlyaffectperformance．Therefore，thepowerregulatorcircuittopologytooptimizethedesigntoconformtotechnicalrequirementsofpowerisoneofthekeyissuesofthisarticle．Inthesystematicanalysisofplasmaofvariousswitching

8、powersupplyregulatorcircuittopologyoftheworkingprincipleandprocess，basedonanalysisandcomparisonoftheadvantagesanddisa