采用模块RSD触发技术的高压固态脉冲电源

为了将超高速大功率半导体开关反向导通型双晶复合晶体管(RSD)用于构建高压重频固态脉冲源,研究了一种将RSD及其触发电路集成模块进行串联的RSD堆触发技术。首先建立RSD器件反向触发数学模型,并经过多次串联触发测试获得实验数据,通过对波形数据分析得到该模型的参数值;然后基于此模型,按照开关通流容量对预充电荷量的要求,对RSD并联谐振触发单元的谐振参数设计进行了Matlab仿真分析,确定谐振电路电阻、电感、电容参数优化值分别为:0.5Ω、1.75μH和0.2μF;最后,单个模块的触发实验验证了器件反向触发数学模型和预充电路参数设计的合理性,为10kV高压固态脉冲电源的6模块RSD串联触发电路的实现建立了基础。     

亚毫秒脉冲功率开关RSD的大电流放电试验

对应用于电磁发射脉冲功率电源的反向开关晶体管（Reversely Switched Dynistor,RSD）进行了大电流脉冲换流特性测试。介绍了RSD导通原理,分析了RSD的直接预充、谐振预充和变压器升压预充等三种预充电路。进行了9.5kV脉冲放电试验,试验脉冲电流的峰值为110kA,脉冲宽度为260μs,dit/d...     

基于脉冲变压器RSD直接式预充的设计与研究

基于反向开关晶体管(RSD)的工作原理,提出采用脉冲变压器隔离的直接式触发高压RSD,以解决系统对触发开关要求较高的问题。脉冲变压器的作用是隔离主放电回路的高压,同时在有限的时间内给RSD提供足够的预充电荷且经过一定的时间延迟后饱和。据此,利用变压器等效电路对其进行了设计,得到了变压器及电路的相关参数。利用电路仿真软件Saber仿真脉冲变压器的饱和特性,并进行了实验验证。最后以10kV电压通过RSD对负载放电为例,验证方案的可行性,得到峰值为12kA、底宽15μs、di/dt为2kA/μs的主电流。实验完毕,经测试,器件完好无损。     

基于RSD开关的脉冲放电试验研究

为了研究反向导通双晶复合晶体管(RSD)开关在大电流脉冲放电领域中的应用,介绍了RSD的结构和工作原理;通过RSD导通机理和不同触发回路性能的分析,建立了基于RSD的脉冲放电试验回路;通过选取适当的回路参数得到了峰值为120.5kA、脉宽为240μs的脉冲放电电流。最后针对大功率脉冲应用条件指出了RSD在大电流脉冲放电应用中需要克服的触发回路设计及续流问题。     

百兆瓦级反向开关晶体管脉冲功率组件及其水下脉冲放电研究

基于反向开关晶体管的工作原理,设计了水下脉冲放电系统.根据负载击穿特性,首次提出不使用磁开关阻断主电压的设计思路,这提高了主电流上升率.确定了实验参数,并进行了放电实验.实验过程可见,在击穿过程中,负载相当于一阻值很小的电阻,且击穿过程有一个时间延迟.在12kV主电压和4kV预充电压下,负载击穿时间约为25μs;反向开关晶体管预充电流峰值为397A,脉宽为3μs;主电流峰值为6.5kA,脉宽为5μs,di/dt为3.2kA/μs.     

固态限流器晶闸管多路隔离驱动触发系统研制

介绍了新型固态短路限流器的工作原理 ,给出了装置结构布置方式 ,设计了用于该限流器的多路隔离输出电流源为触发驱动系统供电 ,同时给出了晶闸管驱动电路拓扑结构。设计的驱动电路输出波形上升沿约 1μs,保证了可控硅器件快速导通 ,强触发宽度 10 0 μs,保证了触发可靠性。     

RSD开关的谐振式触发电路设计与研究

运用谐振电路原理，设计出一种用于脉冲变压器高电压、大电流脉冲开关RSD(Reversely Switched Dynis-tor)的触发电路。重点设计了控制触发的脉冲变压器；分析并讨论了触发电路的输出波形。经实验验证了该方案的正确性和选择元件参数的合理性。     

高压RSD开关谐振触发的仿真

针对20kV高压反向开关晶体管RSD(Reverse Switching Dynistor)开关的触发问题,提出了一种谐振触发方式。利用电路仿真软件PSpice研究了谐振触发回路参数电容、电感、电阻对RSD预充电荷量的影响,并计算出相应条件下所使用磁开关的磁芯截面积。结果表明,谐振触发回路参数分别选择为0.3μF、8μH和1Ω时,能降低触发开关的要求,并能给RSD提供充分的预充电荷量。     

Design of EUV pulsed power system using multi-stage magnetic comoression circuit

阐述用于EUV光刻技术的脉冲功率电源的设计.该脉冲电源由充电电容组,半导体开关(IGBT),脉冲变压器和四级磁压缩回路组成.解释磁开关的工作原理,提供各关键元件的设计参数.根据磁性材料的物理特性参数,利用Pspice 仿真软件建立磁芯模型,构建磁开关和仿真电路,对各级电压和电流波形进行分析,进而设计调整各级磁开关的参数.实验结果表明,该脉冲电源输出峰值为30 kV,上升沿为＜85 ns,脉冲宽度＜100 ns的脉冲信号.     

用于RSD脉冲电源的端电压翻转式触发电路

本文在RSD正常开通条件和谐振原理的基础上，提出了一种用于RSD(Reversely Switching Dynistor)脉冲电源的触发电路。主要讨论了该触发电路的参数设计，用快速晶闸管作为触发开关进行了实验，并给出了试验结果，验证了电路参数设计的合理性。     

串联谐振软开关技术在ESP电源中的应用研究

本文介绍了全桥串联谐振软开关技术的工作原理,结合课题详细分析了电流断续工作方式时的四种工作模态,并进行了数学分析。利用工程算法计算了谐振电感值和谐振电容值。实验结果表明,选择合适的电感值和电容值,并且控制开并器件的关断时间可以实现零电流关断。     

仙童KA5Q系列准谐振开关电源的开发应用

通过研究目前消费电子常用的开关电源模块仙童（Fairchild）KA5Q系列,提出了如何利用KA5Q系列模块设计性能优良的准谐振开关电源,以及关键参数的计算和选取方法。并通过实例验证了该设计方法的可行性及有效性。     

基于IGBT的混合式自动转换开关研究

对目前国内外自动转换开关的发展情况以及性能进行了分析和比较,在深入研究新型混合式断路器的基础上,阐述了一种基于IGBT混合式自动转换开关(HATS)的结构和工作原理,重点研究了该HATS的本体开关部分的合闸、分闸及限压特性,针对其动作特性,搭建实验平台模拟了该HATS的并联切换和串联切换方式,并具体分析和比较了2种不同切换方式的性能,实验结果表明:该HATS在保持机械转换开关静态特性的同时,其合闸和分闸动作的快速性、一致性及动作时的限压性能均得到改善。     

Soft switching based on analysis of transient and steady-state characteristics: Application to a single-ended high-frequency inverter

A single-ended resonant-type high-frequency inverter using a static induction transistor (SIT) described in this paper can be performed as a zero current switching (ZCS) operation without dc reactor. The SIT high-frequency inverter is a low-cost one which has no transformer and it would be developed for a high-intensity ultrasonic power supply and dc-dc converter. The circuit operation regions, not only ZCS but also ZCS-ZVS (zero current switching and zero voltage switching), were elucidated in the normalized plane. The characteristics of the inverter including the power control by frequency regulation were discussed. Furthermore, the switching characteristics in the transient-state were investigated. These characteristics were substantiated on the basis of the numerical analysis and experimental results.     

一种新型的零电压谐振极型逆变器

为实现一种结构简单，高效，高频，低的电压应力，易于控制的软开关三相逆变器。该文提出一种新型的三相谐振极逆变器，它可以实现逆变器主开关的零电压开通，辅助开关管的零电流开关，谐振电路功率小，与传统的辅助谐振变换极逆变器(ARCPI)不同，它避免了ARCPI使用的2个大电容，也没有中性点电位的变化问题。与三角形或星型谐振吸收逆变器(RSI)的三相谐振电路之间互相耦合不同，它的三相之间是互相独立的，这就使得逆变器易于应用各种控制策略。该文选取一相电路，对其工作原理进行了分析，给出了在不同工作模式下的等效电路图，仿真和实验结果都验证了原理的正确性。     

通用多位电子按键开关

本文介绍一种用CMOS集成电路组成的通用多位电子按键开关电路的结构及工作原理。它既可以具有直接的切换功能，也可以具有自锁切换功能。因而通用性强、适用面广，在生产实践中有一定的实用意义。     

三相软开关PWM逆变器载波方式的选择

详细阐述不同载波方式对PWM逆变器输出特性的影响。指出三角载波用于硬开关PWM逆变器时 ,由于死区时间的影响 ,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分 ;软开关PWM逆变器如果也采用三角载波 ,则不但难以控制谐振电路的起振时间 ,而且谐振电路损耗大 ,直流电压的利用率低 ;硬开关PWM逆变器采用锯齿载波调制 ,必将导致严重的电流波形失真 ;软开关PWM逆变器交替使用正负斜率锯齿载波 ,不但谐振电路的起振时间容易控制 ,而且不会导致由死区时间引起的输出电压电流波形的失真     

基于充电机的3kW移相全桥变换器

为了抑制输出整流二极管反向恢复引起的电压振荡,采用初级二极管箝位的电路拓扑设计移相全桥零电压开关(ZVS)变换器。通过改变移相角稳定输出电压,将开关管的结电容和外并电容与串接的电感作为谐振元件,实现开关管的ZVS。实验表明,该方案在实现软开关的同时,可以较好地抑制输出整流二极管上的电压振荡,减小输出整流二极管的电压应力。     

Improved switching mode oscillators employing generalized switching lines

The present work proposes an unusual method for controlling the activation of the switches of switching mode oscillators. The proposed method is in fact a tool for developing switching mode oscillators that are controlled by full variable feedback. The methods developed in the present article rely on characterizing the switching procedure by intentionally moulding the related switching line (the switching line is the line in the state space, where the switches change polarity). The switching line in most of the switching mode oscillators is relatively simple. For example, in many cases the switch changes state in accordance with the output current sign. Hence, the line ‘output current’ is zero, is the switching line in this case. Relatively many advantages are attained by the present moulding of the switching line. For example, oscillators that oscillate even with very low‐quality factor (large load) are obtainable. The proposed method enables a simple way for controlling the output voltage and the frequency of the switching mode oscillator. Furthermore, current limiter property of the oscillator output can be obtained by the method, even in cases where the original oscillator is inherently a voltage source. The output impedance is also made controllable by the method. The successfully improved characteristics are demonstrated by investigating a particular structure, namely, a switching mode series resonant oscillator. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

Analysis and implementation of a high‐efficiency zero‐voltage‐zero‐current‐switching DC–DC converter

A high‐efficiency zero‐voltage‐zero‐current‐switching DC–DC converter with ripple‐free input current is presented. In the presented converter, the ripple‐free boost cell provides ripple‐free input current and zero‐voltage switching of power switches. The resonant flyback cell provides zero‐voltage switching of power switches and zero‐current switching of the output diode. Also, it has a simple output stage. The proposed converter achieves high efficiency because of the reduction of the switching losses of the power switches and the output diode. Detailed analysis and design of the proposed converter are carried out. A prototype of the proposed converter is developed and its experimental results are presented for validation. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.