多级磁压缩脉冲电源

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。     

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.     

磁脉冲压缩系统元件参数及电路仿真

应用Pspice电路分析软件,对单级磁脉冲压缩系统在纯电阻负载(400Ω)情况下的压缩过程进行比较全面、准确的模拟,其中磁开关的模型基于微秒脉冲激励下的磁芯B-H曲线。当负载为400Ω时,Pspice模拟结果揭示了饱和变压器PT和磁开关MS1的磁芯所需的饱和时间分别为4μs和400 ns,输出的负极性脉冲峰值-55 kV,半高宽为100 ns,下降沿为50 ns,实验结果很好地验证了这一结论。     

基于磁开关的高压高频脉冲陡化电路的设计

根据磁开关技术和磁脉冲压缩的原理,设计了一种高压高频脉冲陡化电路。该电路将峰值5 kV、重复频率5 kHz的电压脉冲进行陡化,使其脉冲上升沿由50μs陡化为40 ns。分析了磁开关陡化脉冲的原理和设计方法,并建立了电路的PSPICE仿真模型,仿真结果表明,磁开关可有效陡化高压高频脉冲。     

串级磁脉冲压缩器模拟分析的数学模型

本文研究串级磁脉冲压缩器模拟分析的数学模型。针对两级串级磁脉冲压缩系统,考虑到采用“小伏秒耐量、短阻断时间”的优化设计技术时各压缩级电路之间的相互影响以及磁开关磁芯内部的瞬态电磁过程,提出了磁开关的不饱和－饮和线性模型与非线性模型,从而相应地得到了磁脉冲压缩器较为简略的线性近似模型和较为精确的非线性的模拟分析数学模型。     

实用化高压脉冲电源的研制与改进

提出了一种基于半导体断路开关(SOS)和两级磁脉冲压缩网络的高压脉冲电源,电源在负载为50Ω时脉冲电压峰值和脉冲宽度为51 k V和120 ns,但在负载为反应器时仅为16 k V和12μs。探讨了电源和反应器之间的匹配,以利于提高电源能量利用效率。根据将反应器整体看成是一级电容的匹配思路,设计出了一级磁压缩电源和两级磁压缩电源与反应器进行匹配。从实验结果可以看出,改进后的电源对大型反应器的效果非常好,负载为反应器时,一级磁压缩电源负载脉冲电压峰值和脉冲宽度为23 k V和6μs,两级磁压缩电源负载脉冲电压峰值和脉冲宽度为30 k V和1.2μs。     

磁脉冲压缩系统实验研究

介绍了一种没有附加磁心复位电路的磁脉冲压缩网络,并设计研制了单级、两级磁脉冲压缩系统。单级磁脉冲压缩系统在110Q纯阻性负载两端输出脉冲幅值约20kV,下降时间40ns,脉冲宽度（半高宽）70ns,最高重复频率可达500Hz;两级磁脉冲压缩系统在265QNaCI溶液无感电阻负载两端输出脉冲幅值35kV,上升时间20ns,脉冲宽度（半高宽）70ns。     

重复频率的两级无复位非晶软磁合金磁脉冲压缩器

本文设计并研究一种可调脉宽的两级无复位磁脉冲压缩器(MPC)。磁开关的磁芯选用国产非晶软磁合金薄带2605S2绕制而成,层间未加绝缘薄膜。该磁脉冲压缩器将半高宽7μs的电流脉冲压缩至400ns,压缩比g=17.5,其电流峰值由64A提高到1129A,能量传输效率η=65.9%。在3.1Ω的负载上,获得3.95MW的峰值功率。脉冲重复频率达到25Hz。实验中发现,变化初始电压U_0。即可调节输出电流脉冲的宽度。     

基于磁压缩开关高压脉冲发生器设计与研究

为研制用于更好产生等离子体发生器的高频高压脉冲发生器,基于磁脉冲压缩开关理论设计出纳秒级高陡度前沿的高压脉冲。首先利用CLC谐振产生谐振电压,然后根据磁脉冲压缩原理设计出磁开关相关参数,并分析了二极管对输出电压波形的影响以及电容器参数对输出能量的影响。通过仿真表明:发生器在等效负载测得电压峰值11.06 kV,波形上升时间20 ns,最大能量为0.611 J,脉冲频率为1 000 Hz连续高压脉冲时,能更好的产生等离子体。     

磁脉冲压缩系统实验研究

介绍了一种没有附加磁心复位电路的磁脉冲压缩网络,并设计研制了单级、两级磁脉冲压缩系统。单级磁脉冲压缩系统在110Ω纯阻性负载两端输出脉冲幅值约20kV,下降时间40ns,脉冲宽度(半高宽)70ns,最高重复频率可达500Hz;两级磁脉冲压缩系统在265ΩNaCl溶液无感电阻负载两端输出脉冲幅值35kV,上升时间20ns,脉冲宽度(半高宽)70ns。     

单级磁脉冲压缩系统分析

为提高磁脉冲压缩系统的应用效果,在分析了传统磁脉冲压缩系统的原理、缺点后介绍了省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统并从原理、压缩过程以及不同的拓扑电路3方面详细分析了单级磁脉冲压缩系统,特别是C3和C4对负载放电过程,给出了等效电路。通过等效电路的仿真解释了续流电感L2对系统的影响;仿真和实验结果的对比验证了电路仿真模型的正确;对于快速恢复二极管替代续流电感的系统电路,仿真与实验结果均表明脉冲尾部的反峰幅值与持续时间都显著减小。     

新型无间隙纳秒级脉冲电源的优化设计

基于磁压缩和SOS效应原理,设计了一种新型无间隙ns级脉冲电源。通过Pspice电路仿真分析和试验研究,着重探讨了关键参数对输出电压的影响。研究结果表明:电源在前级饱和变压器TV1匝数为1:20,磁压缩电感MS匝数为13,后级升压饱和变压器TV2匝数为2:10时能获得较高的输出电压峰值,负载为50Ω时,脉冲电压峰值-51kV,脉宽120ns,峰值前沿60ns。该电源将在放电等离子体处理环境污染中具有良好的应用前景。     

基于磁脉冲压缩技术的电除尘器供电电源

阐述了脉冲供电电源对比其他种类电源的优点及其应用,提出了基于磁脉冲压缩技术的电除尘用脉冲供电电源,利用磁材料的B-H曲线和伏秒积特性解释了磁开关即可饱和电感的实质及其工作原理,在分析一阶磁压缩网络的基础上,给出了基于二阶磁脉冲压缩供电电源的电除尘器的仿真实例,通过仿真结果证实了磁脉冲压缩理论运用在电除尘领域的可行性。指出减小磁芯体积可有效降低损耗,并推导了构成磁开关的两个重要参数-磁芯体积和电感量的计算公式。     

无磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的研制

为减小磁开关的体积、提高磁脉冲压缩的能量传递效率和频率,分析了基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的工作原理,结合磁开关的工作特性,设计出一种新型的单级磁脉冲压缩拓扑结构,它省去了磁芯复位电路且结构上更加简单、紧凑;并详细介绍了磁脉冲压缩装置的工作原理,通过理论计算给出了此装置关键元件的参数;最后结合理论分析,实验研究了两种特性的磁脉冲压缩装置的不同特性;两种装置可以分别输出幅值为4.8kV、脉冲上升沿0.5μs和幅值为3.6kV、脉冲上升沿10μs的脉冲电压波形;实验结果分析表明:由于磁开关的特性,可使主回路气体开关实现零电流开通,有效减小了气体间隙的损耗,有利于提高气体开关的工作频率。     

基于磁开关的低频高压脉冲电源的设计与仿真

为了实现纳秒级快前沿高压脉冲,设计了基于磁开关的低频高压脉冲电源。通过电容充放电时间常数与磁开关相配合,最终输出连续纳秒级低频高压脉冲。应用saber电路仿真软件中分析和搭建多级低频高压脉冲电路仿真模型,通过仿真分析各级电容器的电压波形得知,磁开关将高压脉冲从3.2μs压缩至20ns,输出脉冲峰值从初始10kV上升至30kV,最终输出100Hz的连续低频高压脉冲。     

脉冲电源中磁芯动态参数的测量

为了得到磁开关磁芯在磁压缩电路中的磁参数,仿照不需要附加磁芯复位电路的单级磁脉冲压缩电路,设计并搭建了试验系统,对Mn—Zn铁氧体磁芯进行了测试。分析了测试原理和计算方法,通过测试和运算得到了磁芯的磁滞回线,进而得到了在快脉冲激励情况下该磁芯的饱和磁感应强度,剩磁,矫顽力等参数。     

μs级脉冲激励下磁开关磁芯磁特性

为测试磁开关磁芯在μs级脉冲激励下的磁特性,设计并制作了基于没有附加磁芯复位电路的单级磁脉冲压缩系统,3块被测磁芯分别代表铁基非晶、Ni-Zn和Mn-Zn 3种软磁材料。磁芯的磁滞回线由测量所得的磁开关两端电压和电流数据经计算得到,由磁滞回线可知这3种软磁材料在μs脉冲激励下的各种特性参数。通过分析比较这些特性参数可知:铁基非晶磁芯具有最大的磁通跳变,同样的V-s积和匝数时,铁基非晶磁芯所需体积最小;Mn-Zn铁氧体磁芯具有最小的能量损耗,适合高重复频率下的应用;Ni-Zn铁氧体磁芯饱和后的相对磁导率最低,适用于较高压缩增益的磁压缩电路中。     

基于铁基纳米晶的磁调制传感器的仿真研究

针对现有磁调制式直流传感器材料和结构上的不足,提出了一种新型磁调制式直流漏电流传感器。该传感器使用铁基纳米晶材料做磁芯,基于磁调制LR振荡器,通过检测绕组端电压的脉冲宽度变化,实现对直流漏电流大小和方向的测量。用两个反相绕在同一磁芯上的线圈进行差分的方法,来抑制零点漂移的产生,提高系统的稳定度。在仿真软件PSPICE中建立了磁调制传感器的模型。对磁调制直流传感器模型的仿真分析为后续基于铁基纳米晶的磁调制传感器的设计提供了理论依据。     

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...     

基于Saber的磁脉冲发生电路仿真研究

磁脉冲发生系统利用快速饱和磁性材料在饱和时电感量的突变来实现对能量的压缩和释放。本文设计了一种包含快饱和磁性器件的单级脉冲发生电路,对电路的工作原理进行了详细分析并对关键参数进行了设计,讨论了中储电容和限流电感对脉冲压缩效果的影响。利用Saber仿真软件,对电路进行了仿真研究。由仿真结果可知,当储能电容初始电压为280V时,该电路可在350Ω的纯阻性负载上产生下降沿约83ns,峰值为13. 64kV的负极性高压脉冲,验证了理论分析的正确性与电路的可行性。