基于RSD的脉冲放电系统主回路仿真与试验

研究了基于RSD开关的脉冲放电主回路,应用ATPDraw软件仿真了不同主电容、主电压、负载电阻条件下的输出电流波形,并在测试平台上进行了相应的开通试验.试验研究了不同叠片片数和不同主电压下磁开关的输出电压波形,为其配合RSD使用、保证合适延迟时间提供了依据.进行了直径40mm的RSD管芯极限通流试验,200μs脉宽下获得峰值电流42kA,与经验公式吻合.计算和试验结果都反映了RSD开通电压随峰值电流增大而增大的趋势.     

反向开关复合管的物理模型与数值方法实现

从大注入半导体物理的基本理论推导得到了反向开关复合管(RSD)工作的基本物理方程.通过考虑大注入和强电场效应,建立了RSD以pnn+二极管方式工作于反向预充阶段,以pin二极管方式工作于正向导通阶段的物理模型.采用有限差分法把器件工作的偏微分方程转化为差分方程,并将相应的边界条件转化为精度较高的离散化形式.结合RSD工作的典型电路建立电路方程组,采用Runge-Kutta方法求解,由非平衡载流子分布得到了RSD的电压、电流波形.通过RSD的放电实验与模型计算进行比较,分析了误差产生的原因,论证了物理模型本身及数值方法的合理性.通过应用电路说明了模型及算法的实用价值.物理模型和数值方法对于RSD器件设计及仿真电路的开发具有指导意义.     

高功率低重复率RSD器件结构与换流特性研究

为适应重复频率脉冲工况,提出了一种引入缓冲层的反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)新结构.该结构可协调器件的通态、断态和开关特性.研究了低重复频率下包括大电流特性、损耗特性、关断特性在内的RSD换流特性,大电流试验中直径3英寸的RSD芯片在272μs脉宽下通过了148.8 kA的峰值电流,重复频率试验中获得了20Hz和60Hz下RSD重复开通1000次的电压波形.     

脉冲功率电路参数对RSD开关预充时间的影响研究

文章介绍了高功率半导体脉冲功率开关-反向开关晶体管（Reversely Switched Dynistor,RSD）的工作原理,分析了RSD脉冲功率电路的特性。由磁开关的电压电流,得到了磁开关的动态电感与电流的量化曲线,在MATLAB仿真平台,分别建立了磁开关动态电感模型、RSD脉冲功率电路模型。计算了主回路元件参数对RSD开关的预充时间TR的影响。计算结果表明,主回路电阻负载在0.01～1Ω变化时,TR变化很小,主回路电感和1Ω以上的主回路电阻对TR影响较明显,计算结果与实验结果最大误差为5%,表明通过低压试验结果的计算,可较准确地预测高压试验的TR。     

RSD重复频率脉冲功率电路的研制

研制了一种基于高速大功率半导体脉冲开关反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)的重复频率脉冲功率电路,电路主要包括放电电容充电回路、主回路及BSD预充回路等部分.分析了脉冲功率电路及磁开关工作原理.设计了工作电压为2.4 kV时的电路及磁开关参数.试验结果表明,当重复频率为1...     

基于等效电感的高压线路高频融冰方法研究

现有高频融冰方法的高频电源必须安装在融冰线路的中点,而线路的中点大多位于偏远地区,设备安装难,运行维护不便,因此提出了基于等效电感的高压线路高频融冰方法。该方法将常规电抗器作为等效电感替代高频电源一侧的长距离输电线路,融冰电源输出高频电流,产生的焦耳热集中于导线表面,实现融冰。高频电源安装在变电站内,安装、使用方便,成本低,可及时响应电网指令。以220 kV及500 kV电压等级的100 km输电线路为参考对象,设计了高频电源的输出参数。参数计算结果表明,高频电源性能指标在合理范围内,可实现在线融冰。     

大功率超高速半导体开关的换流特性研究

研究了一种应用于激光驱动源的大功率超高速半导体开关反向开关晶体管(RSD)的新结构，以实现ms、ns脉宽、MW以上的高重复率脉冲的产生和控制。RSD具有大面积快速均匀开通、可无限串联、功率大、换流效率高、寿命长的特点。利用单次脉冲试验平台研究了RSD的开通机理及高密度能量转换、允许通过的峰值电流、开通条件与预充、准静态损耗及其di/dt等多项特性。根据经验公式，对小直径RSD做极限电流试验，f 20mm的RSD堆体通过了19.9kA脉冲电流(脉宽30ms)。通过减小主回路电感考核了RSD的高di/dt 耐量特性，放电电压3kV时得到di/dt接近8kA/ms。     

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。     

反向开关复合管的物理模型与数值方法实现

从大注入半导体物理的基本理论推导得到了反向开关复合管(RSD)工作的基本物理方程.通过考虑大注入和强电场效应,建立了RSD以pnn 二极管方式工作于反向预充阶段,以pin二极管方式工作于正向导通阶段的物理模型.采用有限差分法把器件工作的偏微分方程转化为差分方程,并将相应的边界条件转化为精度较高的离散化形式.结合RSD工作的典型电路建立电路方程组,采用Runge-Kutta方法求解,由非平衡载流子分布得到了RSD的电压、电流波形.通过RSD的放电实验与模型计算进行比较,分析了误差产生的原因,论证了物理模型本身及数值方法的合理性.通过应用电路说明了模型及算法的实用价值.物理模型和数值方法对于RSD器件设计及仿真电路的开发具有指导意义.     

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...