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.     

脉冲除尘电源寄生Boost模糊自适应PID控制研究

脉冲电源虽为目前工业电除尘领域的热点方向之一,但同样需要考虑负载频繁火花短路的耐受力,为保证脉冲电源输出参数的同时实现可靠保护和高效控制,采用了一种基于直流叠加脉冲的电路结构,并且分析了脉冲回路的谐振参数。重点分析了主电路中寄生的Boost电路拓扑以及对主电路的影响,针对此问题设计了基于模糊自适应比例积分微分(PID)控制方法,进行了Simulink建模与仿真验证,且在相应的实验平台上验证了其控制效果和控制可靠性,使脉冲电源在苛刻的工作条件下能平稳可靠地运行。     

电磁脉冲模拟器用纳秒脉冲源的研制

随着电磁武器的发展,电磁脉冲及其防护技术再次成为关注的焦点。简要介绍了核电磁脉冲模拟器的标准电场波形和脉冲源的组成及其基本原理,论述了脉冲分压器的设计。分析显示,所研制的新型电阻分压器可以减少响应时间和上升时间3ns以上。实验结果表明,该分压器可以用于上升时间为1ns以上脉冲的测量。研制的脉冲源的输出脉冲满足设计要求,峰值电压高于26kV,上升时间小于2.8ns,下降时间约55ns。     

IGBT脉冲电源系统的设计与研究

分析了ＩＧＢＴ脉冲电源的工作原理。设计了两套运行参数分别为１ｋＶ／４２０Ａ／３００ｎｓ／６００Ｗ和６ｋＶ／３２Ａ／５００Ｗ的ＩＧＢＴ脉冲电源装置,给出了实验结果。     

核脉冲波形甄别

文中分析核脉冲波形堆积和传统的全硬件核脉冲信号处理电路,提出基于DSP和高速A/D的波形甄别系统方案,可有效地实现去脉冲堆积和脉冲幅度测量,减小系统的死时间,也简化模拟电路设计。在此基础上,可设计新型单道和多道幅度分析仪等核测量仪器。     

潮流脉冲电度表的实现

本文介绍在感应式电度表基础上增加一块附加电路和单元实现电能潮流脉冲计量功能的方法。     

用PIC12C508改造机械电度表

介绍了一种以ＰＩＣ１２Ｃ５０８为核心设计的脉冲转换电路模块,该模块工作可靠,成本低,体积小,可方便地置于普通机械电度表中,将其改造为输出脉宽为８０ｍｓ的脉冲表。从而便于后续脉冲收集器对多路电表电量的收集和处理。这种设计方法有很强的实用价值。     

基于磁开关的高压纳秒脉冲电源

基于磁脉冲压缩技术设计了一种磁开关,通过初始脉冲波形参数与磁开关参数的配合,将微秒级原始脉冲加以压缩,产生电压幅值为6 kV、上升时间为300 ns的脉冲。分析了单级、多级磁脉冲压缩电路的工作原理,介绍了磁开关的计算设计方法,并建立了电子工作台(Electronic Workbench,简称EWB)电路仿真模型,比较了电路中各元件参数对脉冲输出参数的影响。     

直接利用电网能量式小型脉冲磁场充磁机的改进

简介了脉冲充磁机的种类及工作原理，重点介绍了我们新近开发的直接利用电网能量式GYZ型脉冲磁场充磁机的改进依据和方法。定性分析了这种充磁机的性能，并提出了使用注意事项。     

针-板与棒-板电极结构在不同温度下的负电晕放电特性

电晕放电在实际工况下的放电特性与周围环境条件关系密切。为得到不同电极结构下负直流电晕脉冲特性随环境温度的变化机理与规律,建立了考虑环境温度影响的流体动力学模型,分别对针–板结构与棒–板结构的负电晕放电模型进行仿真计算。特里切尔脉冲序列、电场强度、电子数密度、脉冲峰值、脉冲持续时间和脉冲频率等物理量随环境温度的变化规律被系统地研究。通过计算分析发现棒–板结构模型的起晕电压较低,电晕脉冲的持续时间更长。随着环境温度的升高,不同结构负电晕放电形成的脉冲峰值、脉冲持续时间和脉冲频率均会随之变大,且放电空间内电场强度会更强、带电粒子的运动也会更加迅速。此外,针电极与棒电极尖端的曲率半径也会对放电产生影响,负电晕放电在曲率半径较小时更加剧烈。     

大功率UPS6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别

本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS的整流技术进行了深入全面的剖析。     

校正脉冲的上升时间对局部放电测量的影响研究

针对ＲＣ检测阻抗并联测试回路,对不同校正脉冲的前沿上升时间对回路响应的影响进行了研究。校正脉冲的前沿上升时间τ不同,使得从检测阻抗上获得的响应不同,当τ〈１．０μｓ时,τ越大,响应脉冲的幅值越小;当τ〉１．０μｓ时,响应脉冲波形已发生了变化,幅值减小得更多。     

脉冲电度表输出电路的设计

根据国家机械行业标准ＪＢ／Ｔ７６５５－９５《脉冲电度表》的要求,讨论了输出脉冲幅值指标的实现方法,给出了脉冲装置的一种设计电路,并对脉冲幅值的测试方法提出了看法和建议。     

基于磁开关的脉冲陡化电路的设计与仿真

为研制用于等离子体发生器的高压高频脉冲电源,根据磁脉冲压缩网络的理论设计了一套脉冲陡化电路。该电路将峰值5 kV、重复频率5 kHz的电压脉冲陡化,其脉冲上升沿由50μs陡化为几十ns。在分析了电路的工作原理并给出其设计要点后建立了电路的仿真模型。仿真结果表明:电源输出脉冲波形受负载等效参数的影响较大;脉冲陡化效果受磁开关饱和电感以及导通时间的影响较大。     

连续脉冲电源用超导脉冲变压器设计与试验研究

将超导电感储能用于脉冲电源,可以减少充电过程中的电阻损耗,降低对初级充电电源的功率要求。本文介绍了一种基于超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路,对该电路的工作过程进行了详细的原理分析,指出该连续脉冲电源电路兼具漏感能量回收和负载剩余能量回收的优点,并研制了用于该连续脉冲电源电路原理验证的小型高温超导脉冲变压器。通过连续电流脉冲测试实验对该连续脉冲电源电路原理和小型高温超导脉冲变压器的可行型进行了验证,分析比较了该小型高温超导脉冲变压器在常导和超导状态下的连续脉冲输出特性。测试结果达到了预期目标,并证明了超导电感在提高能量传输效率和降低对初级充电电源功率要求方面的优势。     

长脉冲折叠型螺旋脉冲形成线的设计和初步实验

高功率脉冲功率调制器的紧凑化是其重要研究方向,为此将螺旋线与折叠线技术相结合,设计了一种长脉冲折叠型同轴螺旋脉冲调制器,该调制器将两根螺旋型脉冲形成线通过过渡段部分连接,形成折叠结构,在一定的长度范围内实现了长脉冲的输出,设计指标为:二极管电压400 kV,负载电流26 kA,脉冲宽度约为260 ns。对传输线的电压波过程进行了分析,结果表明,过渡段阻抗与传输线阻抗匹配时输出波形最好;用PSpice软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟;利用高压同轴电缆,进行了低压情况下的验证实验,实验结果与理论分析、模拟研究结果一致。此种类型的调制器具有运行稳定、体积小、结构紧凑的特点。     

快速空间电荷测量用高压高频脉冲源的研究

采用电声脉冲法测量空间电荷时需要对试样施加脉冲激励,使试样中的空间电荷发生微弱位移产生机械波。为了获得足够高的信噪比,必须连续采集多个信号进行平均处理,对于多数测试系统平均次数至少需要40次。测量一次所需时间为脉冲频率和平均次数的乘积,因此脉冲源的频率决定了测量的速度。基于高压固体开关设计了高压高频脉冲源,可产生半峰宽5 ns至380 ns的窄脉冲,兼具连续脉冲模式和脉冲簇模式,脉冲重复频率可达3 k Hz,在脉冲簇模式下脉冲间隔最小为1μs,输出脉冲幅值最大为2.5 k V。经设备校验可知脉冲源可有效提高空间电荷测试速度,并适用于交流甚至任意波形下的空间电荷测试。     

地闪放电过程的甚高频辐射特征分析

为了研究闪电的甚高频辐射特征，自行研制了闪电甚高频辐射脉冲探测和定位系统，并将其用于对地闪的280MHz辐射电场进行了观测。研究了4次地闪的甚高频辐射波形及其特征，得出地闪在该频段的辐射可分为3类，孤立脉冲、连续脉冲和多个孤立脉冲，进一步分析给出了这三类辐射脉冲信号在闪电的不同阶段发生的频数和所占的比例，统计分析结果表明在地闪的预击穿过程中孤立脉冲电场波形所占的比例最大，而在梯级先导过程中连续脉冲电场波形所占的比例最大，预击穿过程中的多个孤立脉冲数大于梯级先导中的多个孤立脉冲数，最后对这种现象的产生机制进行了探讨，认为此现象是由于梯级先导的电磁辐射比预击穿过程强而造成的。     

一种实用脉冲镀电源控制器的研制

用于电镀行业的电源，由于工艺要求，需具有多波形，多用途的功能，本系统是种结构简单，成本低廉且易于调整的控制器，具有广泛的实用价值。