外加准轴向磁场POS断路过程的粒子模拟

为了研究外加准轴向磁场同轴内阴极结构等离子体断路开关(POS)的工作特性,采用单元粒子方法对激磁线圈分别放置在内阴极内侧和外阳极外侧的POS断路过程进行研究,模拟分析POS中电场和磁场的时空变化、等离子体电子的动力学行为和特性,重点研究内阴极结构POS的断路过程.结果表明:激磁线圈置于内阴极内侧时,极间磁场为线圈外磁场,在开关区的矢量磁密变化曲率大,有较大径向分量且中心区域值较两侧为小,这种外加磁场对POS的断路过程影响较小;激磁线圈置于外阳极外侧时,极间磁场为线圈内磁场,在开关区的均匀性较好,该准轴向磁场改变了电子运动的轨迹,也改变了原角向磁场的分布,更容易实现POS的断路,实现较高幅值的断路电压,并且电流损失较小,POS的断路效率较高;准轴向磁场和自角向磁场的共同作用使等离子体电子作向下游扩散的锥体螺旋运动.     

等离子体断路开关工作仿真及特性分析

为了研究有、无外磁场的低密度等离子体断路开关(POS)工作特性,利用单元粒子(PIC)方法模拟了POS中电场和磁场的时空变化、等离子体电子的动力学行为和特性。通过对POS工作过程中的两极间的EMHD运动及其导致的磁场渗透、磁绝缘、动态过程中密度不均匀造成的不规则运动、场畸变等物理现象的分析,研究了POS的断路过程。仿真结果表明:外加时不变均匀角向磁场,提前了电流向负载转移的时刻、减小了电流损失,且未提高负载电流陡度,断路时在负载端得到更高的电压。研究为设计、改进POS结构和提高其断路性能提供了参考依据。     

带外加磁场的微秒级等离子体断路开关

简述了脉冲功率电感储能技术中带外加磁场的微秒级等离子体断路开关 (MPOS)的发展现状 ,对磁场控制POS的工作机理、电极极性效应作了简单的分析。     

等离子体断路开关的发展

本文概述了等离子体断路开关的应用，原理和研究近况，就今后的发展趋势作了探讨，长传导时间的开关还需要深入研究以进下改善其性能，重复率的开关将得到积极的研究以达到工业实用化水平；等离子体体染污对开关性能的影响可能成为重要的研究内容之一。     

微秒级高功率断路开关

介绍了几种用于脉冲功率电感储能技术的微秒级传导时间断路开关的原理和应用,并就它们的各处在的特点进行了评述。     

电子束控制反射断路开关

阐述了用于脉冲功率电感储能技术的电子来控制反射断路开关（ＲＳ）的原理、应用和限制开关性能的主要因素：中性粒子电荷交换及抑制方法。ＲＳ是一种高功率反射三极管器件,通过主阴极和悬浮阴极反射电子束形成传导阶段,悬浮阴极和阳极箔短路形成断开阶段,其传导电流大、传导时间达数μｓ,断开迅速且可控,适用于电感储能多路并联的超大型高功率脉冲装置。     

能量转移装置的研制

能量转移装置主要由断路开关、锐化开关和大功率脉冲变压器组成，该系统能承受１０ｋＪ能量并把微秒级电流脉冲前沿压缩亚微秒级脉冲上升时间，为电磁脉冲辐射提供合理的波形。     

基于POS的紧凑一体化功率脉冲电源

为发展高功率脉冲电源的工业应用而提高其重复工作频率并实现紧凑一体化,设计了一种基于等离子体断路开关(POS)的功率脉冲电源。该电源采用LCC谐振的有源充电器,以产生初级脉冲的Marx发生器为其负载,另外它还可作为等离子体枪的激励脉冲电源和POS的外加磁场激励电源。充电器的设计能满足上述负载在一定重复频率下的充电工作要求,从POS等离子体的注入到外磁场激励,再到Marx发生器和POS的工作,都通过电源电路及参数设计和时序脉冲触发控制而有序地进行。在介绍了轴向和角向两种外加磁场的同轴POS结构、触发控制同轴等离子体枪结构、脉冲发生主电路及其等效电路模型和触发控制脉冲时序后,仿真实验了设计参数的电路。结果表明该电源可以在紧凑一体化的设计原则之下实现Marx发生器初级脉冲的产生,再通过POS断路进一步压缩输出,从而得到较高的脉冲电压放大倍数。电源设计方法和仿真结果将可用于进一步发展面向新兴工业应用的重复频率功率脉冲电源。     

半导体断路开关SOS效应测试研究

基于SOS效应工作的半导体断路开关可以在纳秒级时间内关断大密度电流,因此可应用于电感储能的脉冲功率发生器.介绍了基于SOS断路开关的脉冲功率发生器结构和运行原理、SOS工作原理及典型的电流、电压波形.在简化的测试电路上对特制二极管和快恢复二极管进行了SOS效应测试实验,研究了两类二极管的反向过电压、泵浦条件和负载影响.结果表明,深扩散p基区的二极管可以产生SOS效应;泵浦条件是影响SOS特性的最主要因素,泵浦电压越高,所产生的反向过电压系数越高.     

一种断路开关在爆磁压缩发生器功率调制中的应用

提出了利用电爆炸丝断路开关进行能量转换控制的方法,介绍了采用断路开关的脉冲功率调制系统对爆磁压缩发生器产生的电流进行调制的原理,设计了电爆炸丝断路开关的具体参数,并利用其对爆炸磁通压缩发生器进行了试验研究,验证了此种开关的有效性.     

电爆炸丝断路开关的电磁辐射研究

为研究电爆炸丝开关切断时产生的强度在近距离内可对效应物产生严重破坏的电磁辐射,在TomaChan系统装置中用拉杆天线测得了所产生的电磁辐射信号波形并经FFT变换后得到其频谱也得到了通过电爆炸丝开关的电流。结果表明电爆炸丝开关所产生的信号是一个主频在75 MHz频谱较宽的电磁波。所测电流峰值约为19 kA,其随时间变化过程可以分为3个阶段。分析讨论了开关运行的辐射干扰现象以及产生机理,为辐射干扰进行屏蔽防护提供参考,可供带有电爆炸丝切断开关的脉冲功率系统产生辐射的研究参考。     

POS工作参量定标关系的数值模拟

利用通用的２－１／２维铨电磁网格粒子模拟程序对等离子体断路开关工作电压与等离子体密度的关系作了数值模拟研究。提出了临界工作电压的概念,并获得了等离子体密度在１０＾１１至１０＾１３ｃｍ＾－３范围内变化、负载为强流电子束二级管时临界工作电压与等离子体密度的定标关系。该定标关系在较低和较高等离子体密度区解析的融蚀模型的预期有显著差别,而在１０＾１２ｃｎｍ＾－３附近区域则基本一致。     

真空断路器的合闸弹跳与分闸弹振

通过试验，分析了真空断路器的合闸弹跳与分闸弹振，说明产生的原因及克服的方法，触头材料硬度越大，合闸弹跳越大；而触头压力越大，合闸弹跳赵小，较大的合闸弹跳增加了触头熔焊的可能性，从而导致短路开断失败。总结了调试真空开关实践经验，给出了几种减小合闸弹跳的方法。目前真空开关向“小开距”的方向发展，在条件允许的情况下，适当缩小触头开距，增加超行程，可以提高分闸速度，因此可以提高开断短路电充的能力。分析指出：分闸速度过大，会产生不利于短路开断的负面影响－分闸弹振。     

单片机控制的SCR通用驱动装置及其典型应用

介绍了SCR的一种新的通用驱动装置 ,该驱动装置用AVR单片机控制晶闸管的导通角 ,既适合于控制普通晶闸管 ,也适合于控制双向晶闸管或反并联晶闸管。首先介绍基于AVR单片机的内置A/D及其内部闪存资源 (Flash)所设计的检测、控制、SCR触发等硬件电路的结构与基本特点 ,然后介绍如何通过软件设计来实现对不同应用对象的有效控制 ,包括对感应电动机软启动及交流调压调速的控制 ,以及用作无触点开关时对容性、感性负载的无冲击投切控制等。最后 ,结合某些典型应用介绍实测结果     

高功率Z-Pinch脉冲源技术的发展

概述了脉冲功率系统中的电容储能、电感储能和磁感应储能技术。基于直线型脉冲变压器（LTD）、电感储能（LES）、等离子体断路开关（POS）以及真空磁绝缘传输线（MITL）技术的低电感、模块化脉冲源将来可能作为基本的子模块应用于超大型高功率Z－Pinch装置。     

具有等离子体融断开关的电路的模拟

将等离子体融断开关的融蚀模型与国内外普遍２的通用电路分析软件ＰＳＰＩＣＥ相结合进行了具有该种开关的电路的模拟。模拟结果与试验基本相符,但融蚀模型高估了开关的阻抗上升率和断路阻抗。模拟结果表明存在强烈的开关－负载相互作用。本文方法使得对具有等离子体断开关的脉冲功率系统的初步设计和对开关非线性电路特性及民负载或与系统相互作用的分析变得相当简便、灵活而有效