一种紧凑型重复频率脉冲触发源研究

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1、国防科学技术大学研究生院硕士学位论文摘要带触发的气体间隙开关以其工作范围广、易于使用、通流能力强等特点在脉冲功率技术领域应用广泛。开关导通的性能(如开关的抖动，放电速度等)，除了与开关结构、气体类型、内部气压和电极形状等有关外，触发脉冲的上升陡度、峰值电压及注入能量等都有重要的影响。本课题研制一种紧凑型重复频率的脉冲触发源，该触发源运行稳定，实现了对带触发气体间隙开关的稳定触发。本文从理论上运用数值方法分析了脉冲触发源系统，通过电路分析方法求解电路方程，对脉冲触发源电路进行了理论分析，求解出了触发脉冲电压、电流的近似表达式；运用Pspice软件对脉冲触发源电路中各部分参数变化对触发源

2、输出电压的影响进行了参数扫描分析。这些分析和计算在一定程度上指导了脉冲触发源的设计和研制。在查阅常用绝缘材料和磁性材料性能的基础上对材料进行了选取，对触发源高压输出部分的结构进行了工程设计；比较了传统恒压充电和L-C谐振恒流充电两种充电模式，设计了充电模块；使用电子电路设计软件Protel，对脉冲触发源控制部分进行了设计；运用电磁场模拟软件分别对脉冲触发源的充电电容和脉冲变压器进行了电场和磁场模拟。在理论分析以及部件设计的基础上，研制了一种紧凑型重复频率的脉冲触发源。对所研制的脉冲触发源各部分参数进行了测量，用该触发源对高功率重频气体开关进行了触发实验，并且对其输出电压进行了测量。触

3、发源输出脉冲比较稳定，峰值电压lOOkV，上升前沿为80ns，半高脉宽为200ns左右。主题词：脉冲触发源；重复频率；气体开关；脉冲高压第1页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文ABSTRACTTriggeredgasgapswitchiswidelyusedinpulsepowerfieldbecauseofitswideworkingrange，easyoperating，goodbreakdowncurrentcapabilityandothergoodcharacteristics．Thebreakdownperformancesofgasswitches，suchasthe

4、jitter,breakdowntime，arenotonlydeterminedbythegastype，internalpressure，andelectrodegeometrybutalsoaffectedbythecharacteristicsofthetriggergenerator，suchastheriserate，peakvoltage，pulseenergy，andSOon．Acompact，repetitivetriggergeneratorisstudiedinthethesis．Thecircuitofpulsedtriggergeneratorisanaly

5、zed，andtheoutputvoltageandcurrentapproximateexpressionsofthegeneratorarededuced．AndthePspicecircuitanalysisisemployedtomodelthegenerator．Tostudytheoutputvoltagewaveformeffectbytheparameterchanges，theparametersweepanalysisissimulatedforeachpartofthegenerator．Thecalculationandderivationresultsale

6、helpfulinthetriggergenerator’Sdesign．Onthebaseoftheinvestigationoftheinsulationmaterialandmagneticmaterial，thehigh·voltagepartoftriggergeneratorisdesigned；Comparingthetraditionalconstantvoltagechanging、^，imtheL-Cresonanceconstantcurrentchanging，thechargingmoduleisdesigned；Usingthecircuitdesigns

7、oftwareProtel，thecontrolpartoftriggergeneratorisdeveloped；TheelectromagneticfieldanalysisinchargingcapacitorandpulsetransformeriscardedoutbyemployinganANSYSsoftwarefor，whichisbasedonthefiniteelementmethod(FEM)．Basedonthetheoretica