杂散参数对串联型磁脉冲压缩器输出特性的影响.pdf

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1、第３７卷第２期国防科技大学学报Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２２０１５年４月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｐｒ．２０１５ｄｏｉ：１０．１１８８７／ｊ．ｃｎ．２０１５０２００３ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ杂散参数对串联型磁脉冲压缩器输出特性的影响李嵩，高景明，杨汉武，钱宝良（国防科技大学光电科学与工程学院，湖南长沙４１００７３）摘要：使用电路模拟软件分析了脉冲电容器自身电感、磁开关绕组匝间电容以及磁芯处于不同工作状态时磁开关绕组自身阻抗等杂散参数对串联型磁脉冲压缩器输出特性的影响。结果

2、表明，匝间电容和磁芯处于未饱和状态下的绕组自身阻抗对系统的输出特性影响相对较小；磁芯处于饱和状态时，绕组自身阻抗对系统的电压传输效率影响较大；脉冲电容器的自身电感不仅会降低系统的电压传输效率，而且会同时影响到输出脉冲上升沿的宽度。基于以上结论，对基于电容负载的单级串联型磁脉冲压缩器进行了优化设计并研制了一台输出峰值电压２６ｋＶ，脉冲上升时间由４．１ｍｓ压缩到１．２ｍｓ的串联型磁脉冲压缩器，电压传输效率大于９２．５％。关键词：脉冲功率技术；磁脉冲压缩器；杂散参数中图分类号：ＴＭ７８文献标志码：Ａ文章编号：１００１－２４８６（２０１５）０２－００９－０５Ｉｎｆｌｕ

3、ｅｎｃｅｏｆｓｔｒａｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｅｒｉｅｓｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒＬＩＳｏｎｇ，ＧＡＯＪｉｎｇｍｉｎｇ，ＹＡＮＧＨａｎｗｕ，ＱＩＡＮＢａｏｌｉａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＳｐｉｃｅｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｒａｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

4、，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｅｌｆｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｕｌｓｅｃａｐａｃｉｔｏｒａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｔｕｒｎｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｉｎｍａｇｎｅｔｉｃｓｗｉｔｃｈ，ｏｎｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｅｒｉｅｓｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｔｅｒｔｕｒｎｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｉｎｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｍａｋｅｍｉｎｏｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｏｕｔｐｕｔ

5、ｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｉｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓｌｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｅｌｆｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｕｌｓｅｃａｐａｃｉｔｏｒｎｏｔｏｎｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｕｔａｌｓｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｒｉｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｆｏｒｍｅｒｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｔａｇｅｍａ

6、ｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｙｓｔｅｍｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｎｄａｓｅｒｉｅｓｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｗｉｔｈｐｅａｋｖｏｌｔａｇｅｏｆ２６ｋＶ，ｗｈｏｓｅｐｕｌｓｅｒｉｓｅｔｉｍｅｉｓｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｆｒｏｍ４．１ｓｔｏ１．２ｓａｎｄｗｈｏｓｅｖｏｌｔａｇｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｏｖｅｒ９２．５％ｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｕｌｓｅｄｐｏｗｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ；ｓｔｒａｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ国防和工业应用需求促使脉冲驱动源由高功间、高强度

7、的工作性能测试，并已经在诸多领域获率向高平均功率、高重复频率、高可靠性等方向发得了良好的应用。西北核技术研究所以及中国科［１－２］展。串联型磁脉冲压缩器利用磁性材料的非学院的研究人员针对并联型磁脉冲压缩器进行了［１０－１１］线性特性实现对电脉冲信号的整形与压缩，具有深入的研究。复旦大学开展了较低能量等固态化、寿命长、结构相对简单以及能量传递效率级串联型磁脉冲压缩器在开关电源领域的应用研［１２］较高等优势，在高功率微波、材料表面处理以及食究。然而，由于受到各种因素的限制，对高功［３－７］品加工处理等领域具有广泛的应用前景。近率串联型磁脉冲压缩器的研究还相对滞后。

8、因些年来，随着磁性材料性能的不断提升，