《高功率电子学概论》PPT课件

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1、现代高功率电子学基于固态开关的高频高压脉冲功率技术1.它是一种无污染的能源？2.空气净化雷雨过后,每立方厘米空气中的负氧离子可达1万余个,而睛天里的闹市区,负氧离子仅几十个.负氧离子,对人体健康很有利.此外,雷鸣电闪时,强烈的光化学作用还会促使空气中的一部分氧气发生反应,生成具有漂白和杀菌作用的臭氧.3.制造氮肥发生雷电时,大气中的闪电通道可达几千米长,温度极高,将空气中大量的氮和氧化合成二氧化氮,溶解于雨水中,变成浓度不高的硝酸,落入土壤中,还可能和其他物质化合变成硝石。4、合成氨基酸雷电可将无机物合成11种氨基酸，这些物质是生命起源的基础，生命起源学说认为雷电孕

2、育了地球上的生命。雷电的好处1953年米勒-尤列开展的关于生命起源的经典实验脉冲波形的定义1、幅值2、上升沿3、下降沿4、平顶、底宽5、半高宽（FWHM---FullWidthatHalfMaximum）6、频率（pps---pulsespersecond）7、带宽f8、平均功率9、幅值功率脉冲波形参数定义高功率脉冲源系统电容器储能电感储能作用效果强含有丰富的谐波分量，作用效果强高效、节能在有效时间内发挥作用，能量利用率高时间隔离脉冲作用时间小于物体固有的时间常数（冷处理、快电场作用、快电磁效应）绝热同样峰值功率输出，脉冲功率体积小（绝缘耐压高、热效应小）HPE意义

3、及优势负载特性和功率调制系统（PCS）相互作用概论基本概念系统构成应用脉冲充、放电电路分析充电技术一般整流充电恒流谐振高效充电高频恒流谐振传输线与PFN脉冲变压器开关技术固态开关（SCR/MOSFET/IGBT/PCSS）磁开关主要内容－1脉冲陡化技术电压叠加技术直接串联技术变压器叠加多组脉冲输出叠加MARX（气体开关型、半导体开关型）传输线叠加MARX任意波形调制技术IVA及LTD脉冲电流调制器（XRAM）高功率电子学系统及应用举例主要内容－2课程目的HPE系统及特点HPE的发展HPE的应用国际上HPE研究及学术交流第一章概论HighPowerElectronic

4、s（HPE）了解高功率电子学的基本概念及其作用掌握HPE系统组成和元器件性能学会HPE系统设计和解决问题的技术掌握最新的HPE技术，特别是重复频率脉冲技术课程目的什么是高功率电子学？高功率电子学是研究脉冲功率调制及其应用的技术学科。调制方法包括：高效充电脉冲压缩整形、传输、匹配开关HPE主要技术指标：脉冲重复频率电压（上升沿、平顶、下降沿）电流高功率电子学广泛应用电、磁、光、波、等离子体等物理效应电功率与应用目标的相互作用电能高效转换HPE的学科特点慢充电储能，快放电；经过调制输出电脉冲；输出重复频率脉冲；脉冲上升沿、脉宽、下降沿满足特定要求负载多样性，复杂性HPE

5、系统特点高功率电子学系统构成msusns激光、准分子光源、等离子体放电、强电场、高功率微波等0.1MW10MW1000MWHPE属于交叉性新兴学科方向电力电子学、脉冲功率技术高电压、电物理特别强调脉冲调制（PowerModulation)特别强调固态器件和重复频率涉及电力电子、高电压、等离子体、电磁场、电工新技术等学科等离子体、雷达、激光、微波、高功率粒子束、加速器等高技术的关键HPE与其它学科关系放电与等离子体高功率脉冲源(脉冲功率、电力电子学、高电压技术)国防、工业应用（光、电、磁、光、波物理效应）高功率电子学高功率电子学国防、工业应用高功率电子学高功率电子学研

6、究高功率电子学发展趋势脉冲功率快电力电子高电压更快更高更强高功率电子学发展历史二十世纪初叶，雷达技术的发展推动了高功率电子学技术研究和发展。1906年德弗瑞斯特（DeForestLee）发明真空三极管，是世界上第一种可放大信号的主动电子元件。1916年马可尼（Marconi）和富兰克林（Franklin）开始研究短波信号反射。伽利尔摩·马可尼(GuglielmoMarcheseMarconi，1874-1937)，意大利电气工程师和发明家。1874年生于意大利的博洛尼亚市。他的家庭十分富裕，他在家庭教师的指导下学习。在博洛尼亚大学学习期间，他用电磁波进行约2公里距离

7、的无线电通讯实验，获得成功。1909年他与布劳恩一起得诺贝尔物理学奖。1937年逝世。二十世纪60年代激光器的发展，促进了高功率电子学的应用和发展。磁开关技术在气体放电激光器中获得成功应用。大功率气体放电激光器现代加速器技术大大推动了高功率电子学的发展。AcceleratorPrincipleStanleyHumphries,Jr.DepartmentofElectricalandComputerEngineering，UniversityofNewMexico多种加速器的发展：直流高压型电磁感应型直线共振型回旋共振型Arzamas16(todaySarov)L