基于脉冲形成线的脉冲方波电源设计.pdf

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1、第48卷第9期电力电子技术Vo1．48，No．92014年9月PowerElectronicsSeptember2014基于脉冲形成线的脉冲方波电源设计李玺钦，丁明军，赵娟，马成刚(中国工程物理研究院，流体物理研究所，中物院脉冲功率科学与技术重点实验室，四川绵阳621900)摘要：为研究某种高压氧化锌(ZnO)陶瓷压敏电阻的特性，设计了用于该电阻测试所需的高压脉冲方波电源。利用脉冲形成开关和高压脉冲形成线网络相结合的原理，采用固体半导体开关器件来产生触发脉冲信号。运用场畸变火花开关作为脉冲形成开关。去控制由脉冲形成线网络构建的储

2、能单元进行放电。再通过应用脉冲变压器进行传输与能量变换后，最终在这种高压ZnO陶瓷压敏电阻负载上，实现输出电压幅度不大于40kv、脉冲宽度不小于4s、脉冲前沿不大于1s的高压脉冲方波信号。关键词：电源；脉冲形成开关；脉冲形成线网络中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2014)09—0026—03DesignoftheSquareWavePulsedPowerSupplyBasedonPFNuXi—qin，DINGMing-jun，ZHAOJuan，MACheng—guang(KeyLaboratory

3、ofPulsedPower，InsthuteofFluidPhysics，CAEP，P．0．Box919-107，Mianyang621900，China)Abstract：High—voltagesquarewavepulsepowersupplyisdesignedforstudyinghigh-voltagecharacteristicsofZnOvaristorceramics．Energyisstoredinhigh—voltagepulseformingline．Thetriggerpulseisproducedby

4、conductingstatesemiconductorswitchdevice．Astheuseoffielddistortionsparkswitchpulseformingswitchtocontrolthestorageunitconstructedbyapulseformingnetworktodischargeline．Pulsetransformerisapplyingforenergytransmittingandconversing．Thefinalhigh—voltagepulseamplitudeisnea

5、dy40kV，pulsewidthisneady4s，theraisingtimeisnearly1sinZnOvaristorceramics．Keywords：powersupply；pulseformingswitch；pulseforminglinenetworkFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationUoungFund(No．NSAF51207147)1引言应用技术领域中．主要采用由RLC单元排列构成的脉冲成形电路【卜。根据这种技术理念，

6、采用气ZnO陶瓷压敏电阻是以ZnO为主要原材料，体开关(场畸变火花开关)为主体开关，设计了带添加其他多种氧化物成分制成的，其电阻值随电有延迟触发功能的触发电路：为实现脉冲宽度不压作非线性(非欧姆特性)变化。在正常工作电压小于4s，在脉冲成形电路上的设计主要采用由下，其漏电流很小；当有瞬态浪涌电压出现时，它能多级LC单元排列组成的脉冲形成线网络的技术很好地吸收掉浪涌电压．避免电子设备或元件受方法。通过数值模拟及实验验证了所采用的设计过压而损坏。由于ZnO陶瓷压敏电阻具有优良的原理及方法的可行性，电源系统实现了输出电压电压．电流非线

7、性伏安特性及优异的防浪涌电压幅度不大于4OkV、脉冲前沿不大于1Ixs、脉冲宽能力，因此被广泛应用于通讯、电力及电子系统领度不小于4s、脉冲电流可达13A的高压脉冲方域，作为过压保护器、浪涌吸收器、变阻器和避雷波信号，并给出了实验结果。器等，成为压敏元器件中的重要类型之一。为研究在高压脉冲瞬态作用下．特征阻抗约2系统组成3．5kQ的高压ZnO陶瓷压敏电阻的特性参数．需40kV／4Ixs高压脉冲方波电源系统主要由触要一种输出具有一定脉冲宽度的高压脉冲电源。发脉冲输入电路、脉冲传输与变换电路、脉冲形成为产生这样的高压脉冲方波信号．在

8、高功率脉冲开关(场畸变火花开关)、高压脉冲成形电路(RLC脉冲形成线网络)4部分组成，如图1所示。其工作原理为：通电后高压电源首先输出直流高压，给基金项目：国家自然科学基金青年基金(NSAF51207147)高压脉冲成形电路单元提供设定的充电电压：这定稿日期：2