便携式ns级脉冲功率高压源的设计与实现

描述了螺旋带状发生器的基本原理、设计参考和实现依据 ,在此基础上设计和实现了一种脉冲高压发生器 ,并基于脉冲高压发生器研制了一台脉冲电压幅度为 15 0kV、脉冲半宽为 5 0ns、重复频率为 2～ 5Hz的便携式ns级脉冲高压功率电源 ,同时给出了该电源的初级脉冲驱动源和控制电路的设计以及发生器输出电压的测量方式。     

基于Marx电路的纳秒级高压脉冲电源设计

为满足等离子体污水处理对高压脉冲电源的要求,设计了一种基于Marx发生器的紧凑型、高重复频率纳秒级高压直流脉冲电源,该脉冲电源以绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为放电主开关,并使用多输出磁环变压器为IGBT提供驱动信号。Marx发生器由25级电路组成,每级电路由IGBT开关、快恢复二极管以及电容器组成。充电时,通过电感和二极管对电容充电,减小电路功率损耗;放电时,电感对输出脉冲高电压与输入电源之间进行隔离。为了保护IGBT开关在短路等情况不被过电流损坏,使用了过电流保护电路。实验结果表明,输入电压为500 V低压时,串联25级电路即可获得最大幅值为10 k V、最小脉宽为400 ns且脉冲前沿为50 ns的高压脉冲,可实现反应器中气体的电晕放电,达到污水快速净化的目的。     

200 kV脉冲电压发生器的研制

研制了以Tesla变压器为核心组成的200kV脉冲电压发生器,介绍了高压脉冲变压器以及脉冲极性和限流电阻自动转换的设计、制作与试验。高压脉冲发生器的输出为±(60～200)kV,连续可调;输出波形为半正弦波;波形宽度约6μs;限流电阻调节范围为2～17kΩ;高压脉冲极性和限流电阻可自动转换,其性能指标满足使用要求,且操作简单、安全,性能稳定可靠。     

抗强电磁干扰的高电压同步控制系统

为了在强电磁干扰环境中控制"双脉冲"实验的放电时序,研制了一台高电压同步控制系统。在采用多种常规的抗电磁干扰方法(如电磁屏蔽、光电隔离、独立电源和接地等)的基础上,该系统的核心抗干扰技术是选用高反向偏置的可控硅作为高电压脉冲变压器原边放电的控制开关。该系统由1个低电压多路时延发生器和5个独立的高电压脉冲发生器组成,它们分别放置在各自的电磁屏蔽机箱内,采用电池或电源隔离变压器供电,独立接地,时延发生器和高电压脉冲发生器之间采用光纤连接和光耦隔离。该系统可以输出5路25 kV的触发电压脉冲,各路之间时间间隔为0～1 s,最小调节时间步长为10 ns。该控制系统被成功地用于"双脉冲"放电实验中,实验证明它具有很好的抗电磁干扰能力。     

沈乐满SR—5型燃气热水器故障检修七例

例1 故障现象:按下点火开关,发光二极管不亮,无脉冲火花。分析与检修:热水器电气连线见图1所示,由电路分析可知产生上述故障的原因有以下几种,1.电池耗尽;2.脉冲发生器内部损坏;3.点火开关及有关连线接触不良或开路。查电池电压正常,电池盒接触良好,开关1导通正常,检修中用左手按下点火开关,右手拨动脉冲发生器的电源接线端子④和⑤,发现⑤端接触不良,拔下接线端子插头,查接触面已被氧化,用砂纸打     

轻质高频高压纳秒脉冲电源研制

高压脉冲电源是产生放电等离子体及其应用于生物医学、材料表面处理及流动控制的重要激励源.基于单极性Marx电路与脉冲变压器相结合的思路,利用脉冲变压器的电压波形过冲现象,开发了一台高频高压纳秒脉冲电源样机.该电源样机输出电压幅值最高可达21 kV,频率最高达16 kHz,上升沿和下降沿分别约为145 ns和215 ns,脉宽约为250 ns;输出平均功率为125W以内时,整机效率高于80％.该脉冲电源的输出电压、频率等参数连续可调且体积较小.上述研究为开发应用于放电等离子体的高压脉冲电源提供重要参考.     

变压器油基础油烃组成与其脉冲击穿电压和电阻率的关联性研究

针对脉冲功率装置的Marx脉冲发生器绝缘用油的特点,开展了变压器油基础组成与其电阻率和脉冲击穿电压大小的关联性研究。结果表明:在直流电场下,温度与电阻率的大小成反比关系,变压器油的芳烃含量是影响其电阻率的关键因素。在正负性脉冲电场下,不同芳烃含量的变压器油表现出极大的差异性,在高压负脉冲电场下,变压器油的芳烃含量是影响其脉冲击穿电压的主要因素,芳烃含量的高低与负脉冲击穿电压的大小成反比关系。     

逆变式等离子体点火系统电源研制

根据等离子体点火对低压直流电源的要求，设计了一种基于单管自激式拓扑结构的高压脉冲电源。该电源通过单管自激式拓扑结构实现电压的逆变功能，通过单结晶体管振荡电路提供的控制信号实现对可控硅的控制功能，通过充电电阻和电容的改变实现点火频率变化。为减小变压器漏感对开关管的影响，使用了保护电路。仿真对比逆变升压电路变压器漏感的影响，实现逆变升压电路与点火电路的参数匹配，通过搭建原理样机进行实验，验证了逆变式等离子体点火电源方案设计的有效性。设计升压电路输出电压1 000 V，输出电流0.3 A。通过实验获得等离子体点火电源输出电压大于10 kV，输出电流最大值约500 A，放电时间约52.89 ms。     

紧凑型重复频率高压脉冲变压器研制

紧凑型脉冲变压器将脉冲变压器与脉冲形成线(PFL)紧密结合在一起形成了脉冲产生和成形一体化结构,实现了其结构的紧凑性,在性能上具有许多优点,是一个研究的重点。为此介绍了一种紧凑型脉冲变压器的基本原理,阐述了采用该技术的高压脉冲发生器的基本设计思想及设计中的关键技术,并用Pspice软件对PFL的充电电压波形及负载电压波形进行了模拟,模拟结果表明在设计的参数下可以实现脉冲变压器充电1.7MV。在理论分析的基础上研制了一台紧凑型重复频率高压脉冲变压器。测试结果表明:此变压器对形成线单次充电达到1.75MV,重复频率100Hz时脉冲变压器能够在1.65MV下稳定运行。     

亚纳秒高压脉冲发生器的研制及仿真

以高压脉冲放电管为开关元件研制了一种亚纳妙高压脉冲发生器,实验和仿真表明该发生器可产生上升时间为360 ps,幅值不低于4 kV的亚纳秒高压脉冲信号,并且具有放电稳定、重复性好的特点,可作为研究GIS和电力变压器中局部放电信号超高频特性用的信号源。     

一种结构紧凑重频高压ns脉冲电源的设计

为了满足介质阻挡放电、臭氧制取和材料表面处理等工业应用需求,设计了一种结构紧凑重频高压ns脉冲电源,该脉冲电源主要由初级能源、磁芯脉冲变压器,螺旋脉冲形成线和气体开关组成。通过电路和电磁场理论分析、TPpice电路仿真及KARAT程序模拟计算,该电源在阻抗约25Ω时能够输出100 kV,脉冲宽度>150 ns,重复频率能够达到1 kHz的高电压脉冲。该电源结构紧凑,造价低,并且输出脉冲的上升前沿<20 ns,具有重要的应用前景。     

用于变频电机绝缘测试的PWM电压发生器

在变频电机绝缘测试中,重复脉冲方波电压不能完全模拟变频器输出的PWM电压反映变频电机绝缘失效机理,并且同一实验中使用不同电源影响实验数据的一致性。该文章设计了一台直接输出式PWM电压发生器,既可以输出模拟变频器实际的SPWM电压和SVPWM电压用于绝缘测试,又可以输出重复脉冲方波电压开展对比实验。首先,设计了基于FPGA的脉冲信号发生器,产生基波频率、开关频率可调的SPWM、SVPWM触发脉冲以及频率、占空比可调的重复方波脉冲;然后,设计了基于固态推挽开关的斩波器,在脉冲信号的触发下输出对应的双极性高压脉冲;最后,使用该脉冲电压发生器开展了SPWM电压下变频电机绝缘局部放电实验,验证了系统的可靠性和实用性。     

PLC在X光机自动化中的应用

高频高压发生器是X光射线机核心单元。医用X光射线机高频高压发生器由三相工频供电。三相工频电源通过桥式整流、高频逆变、变压器升压,得到150kV的30kHz高频高压。高频高压经过第二次（高压）整流,成为X光射线管直流高压激发电源。通过不同的激发电压、电流的设定值,产生不同强度的X光用于透视和拍片等医学检测。稳定的高压恒直流电源对于确保透视拍片成像质量、特别是控制X射线生物辐射危害的重要基础。     

工业用高压脉冲电场灭菌电源研制

针对高压脉冲电场灭菌设备工业化对脉冲电源的特殊要求,提出一种采用固态开关的新型高压脉冲电源。此电源通过对传统Marx高压脉冲发生器的结构进行改进,使新型电源具有良好的电压钳位功能,解决固态开关串联对于开关开断不一致性而导致固态开关串连锁击穿的问题。此电源由8个结构相同的标准级单元组成,使用现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)作为控制源,为8个级标准单元提供相对独立的控制信号。使用光纤隔离方式,使隔离电压不受影响,并且为每个级标准单元的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动板设计独立的供电电源。实验结果证明,此电源性能良好,能够满足工业用高压脉冲电场灭菌的需求。     

基于移相控制技术的纳秒级高压窄脉冲电源研究

设计了一种基于移相控制充电电路的纳秒级高压窄脉冲50k V电源,与传统的变压器加全桥整流组合开环控制相比,本方案的优点是,不仅可实现对Marx电路进行恒压限流充电控制,而且可对高压窄脉冲的幅值和频率进行调节。为降低发生器在放电时对前级电路造成的影响,利用电感值较大的特制电感进行前后级隔离。实验结果和污染物处理数据表明,在输入电压500V、串联100级电路时可以产生50k V、上升沿宽90ns的高压窄脉冲,并对污染物有较好的处理效果。     

纳秒级高压脉冲电源的研究

设计一种应用于挥发性有机气体脱除的高压窄脉冲电源,利用脉冲变压器组合低压开关和两级磁压缩电路输出纳秒级电压脉冲,利用窄脉冲放电产生等离子体,实现污染废气脱除的节能性与高效性.通过原理分析与理论推导,研究系统参数对电源性能的影响并完成关键参数设计.最后在实验室搭建电源样机,实验表明系统可以产生上升沿为760 ns,幅值为70 kV的电压脉冲,验证了理论分析与设计的正确性.     

一种低成本高压脉冲静电除尘电源的分析与验证

与常规高压直流电源相比,高压脉冲电源可显著提高静电除尘器的除尘效率并降低能耗。提出一种新型高压脉冲静电除尘电源拓扑,其低压侧采用对称串联结构,可显著减小开关器件、整流电路、钳位电路以及谐振电容的电压应力,从而大幅降低成本。论文分析了该高压脉冲电源的稳态工作原理以及电场发生闪络时工作情况,推导了变压器原边电流以及输出电压的表达式,并进行仿真验证,最后通过一台峰值电压达100k V的脉冲电源进行实验验证。     

高压变频交流脉冲原油脱水电源及其静电聚结特性

由于高压高频电力电子技术等方面因素的限制,采用传统变压器升压方式的大功率原油脱水电源仅能产生近似于方波交流的交流脉冲。为此,基于二次逆变式结构主回路、宽频升压变压器和全数字PWM控制电路,研制成功新型高压变频交流脉冲原油脱水电源。该电源交流脉冲输出电压可调节范围为100V～20kV,频率的可调节范围为200Hz～20k...     

电子灭蚊器的选购和使用

现在普遍使用的电子灭蚊器分为电击型和电热型。一、电击型灭蚊器市场上销售的电击型电子灭蚊器多为高压负载网击灭型,它利用高电压击灭蚊蝇。按高压负载网结构形状不同可分为电子灭蚊拍和圆（柱）状灯型电子灭蚊器;按诱蚊方式分为普遍型和紫外光诱蚊型;按电源电压不同又分为低压直流和高压交流型。另外还有将电子灭蚊器具附加在其他家电之上的,如灭蚊电风扇等。１、低压直流型电子灭蚊拍灭蚊拍一般采用１～２节干电池作电源,通过高压发生器在拍状高压网上产生高压,击灭蚊蝇。因其小巧灵便,多用于手持灭蚊。它一般由直流电（３Ｖ）,…     

方波馈电的高压倍压整流电路打火机理分析

高压倍压整流器常常应用于电子帘加速器等系统的加速级中,如果倍压整流系统的馈入电压采用方波通过脉冲变压器初步升压再进行倍压整流,方波中包含的某些频率成份可能与由变压器漏感和充电电容构成的串联谐振回路产生谐振,激起瞬间高压,从而产生打火现象或击穿二极管、电容等器件,文章分析了一种高压倍压整流器馈入为方波倍压整流时打火的机理,并介绍了用串联谐振升压变换器作为充电电源的方案.