采用模块RSD触发技术的高压固态脉冲电源

为了将超高速大功率半导体开关反向导通型双晶复合晶体管(RSD)用于构建高压重频固态脉冲源,研究了一种将RSD及其触发电路集成模块进行串联的RSD堆触发技术。首先建立RSD器件反向触发数学模型,并经过多次串联触发测试获得实验数据,通过对波形数据分析得到该模型的参数值;然后基于此模型,按照开关通流容量对预充电荷量的要求,对RSD并联谐振触发单元的谐振参数设计进行了Matlab仿真分析,确定谐振电路电阻、电感、电容参数优化值分别为:0.5Ω、1.75μH和0.2μF;最后,单个模块的触发实验验证了器件反向触发数学模型和预充电路参数设计的合理性,为10kV高压固态脉冲电源的6模块RSD串联触发电路的实现建立了基础。     

运用谐振触发方式的RSD脉冲电源

本文提出了一种运用谐振原理的可重复RSD脉冲电源。分析电路的工作特性并对其重要元件磁开关进行了重点设计。给出了实验结果，最后提出了几种改进电路参数的方法。     

RSD开关的谐振式触发电路设计与研究

运用谐振电路原理，设计出一种用于脉冲变压器高电压、大电流脉冲开关RSD(Reversely Switched Dynis-tor)的触发电路。重点设计了控制触发的脉冲变压器；分析并讨论了触发电路的输出波形。经实验验证了该方案的正确性和选择元件参数的合理性。     

一种高压RSD开关触发方法的设计

针对高压RSD(Reverse Switching Dynistor)开关触发的问题,提出了一种低压控制高压的二级RSD触发方案.可饱和变压器是该方案的关键,提出利用磁性元件设计软件(Magnetics Designer)来建立触发单元中可饱和变压器的SPICE模型,生成变压器的电气参数及绕制规格,并利用IsSpice4仿真软件来设计变压器两边的电容参数.最后以10kV高压RSD的触发为例,通过实验证明了该方法的有效性和合理性.     

用于RSD脉冲电源的端电压翻转式触发电路

本文在RSD正常开通条件和谐振原理的基础上，提出了一种用于RSD(Reversely Switching Dynistor)脉冲电源的触发电路。主要讨论了该触发电路的参数设计，用快速晶闸管作为触发开关进行了实验，并给出了试验结果，验证了电路参数设计的合理性。     

谐振型软开关在无刷直流电机驱动器中的PSpice仿真

传统无刷直流电机的驱动逆变器一般工作在硬开关状态下,导致产生了较大的开关损耗,降低了电机的整体效率。介绍了一种用于大功率大电流无刷直流电机控制系统中结构简单、控制方便的软开关逆变器方案,通过PSpice仿真软件,建立数学模型对整个系统进行仿真实验。给出了仿真结果,验证了该方案的合理性和可行性,为实现软开关无刷直流电机驱动系统的高效、安全、可靠运行提供了一定的理论依据。     

RSD开关在脉冲电源中的应用研究

该文提出应用RSD(Reversely Switched Dynistor)设计脉冲功率电源的方法，并在应用RSD设计脉冲电源过程中对两种关键元件磁开关和脉冲变压器进行了重点设计，确定回路参数配合原则。在3种典型触发方式的RSD脉冲电源基础上，提出了RSD端电压翻转式触发电路，以提高RSD的触发效率，采用了阻尼衰减模型的设计方法消除主回路放电过程中出现的振荡。对该电源放电脉冲压缩形成回路模型进行了设计分析，并对其和共触发电路进行了设计仿真。对所提出的触发RSD方式的脉冲电源设计方法进行了试验验证分析和仿真验证分析，证明了设计方法的正确性。     

RSD应用中磁开关饱和时间测量

采用串联RLC振荡电路脉冲测量磁开关的电压电流,拟合它的磁滞回线,并提取相关参数对它的饱和时间进行了设计。通过Saber仿真证明了该方法的可行性。通过计算和实验,获得其在300V～3000V下的饱和时间,计算结果在51.4μs到5.1μs之间,实验结果在51.0μs到5.0μs之间。     

触发电流对真空触发开关导通特性影响的实验

基于真空触发开关的导通机理,设计真空触发开关导通特性的实验研究方案。在详细分析真空触发开关导通过程的基础上,利用不同参数的触发电流导通真空间隙来研究对真空间隙导通过程的影响规律:在相同主间隙电压下,导通所需的触发电荷量随着导通时间的增长而在一定小范围内随之增长,而导通延时又随着触发电流的电流增长率和峰值增大而减小。再通过对导通过程影响规律的深入分析,得到了真空间隙的导通条件。即在主间隙电压为定值时,真空间隙导通所需的触发电荷量要近似满足一定关系。     

预充电荷对RSD开通特性的影响

RSD(Reversely Switched Dynistots)是一种晶闸管与晶体管相间排列的多元胞结构半导体开关器件；采用控制等离子体层触发的开通模式。从理论上分析了预充电荷对RSD开通特性的影响。给出了RSD的开通条件，实验结果与理论分析相符。最后，提出了几种改善RSD开通特性的方法。     

RSD二维数值模拟与预充过程分析

为了加深对反向开关晶体管(RSD)器件原理的认识,本文基于半导体物理基本方程,在二维元胞单元上利用有限差分的方法建立了RSD器件的数值模型。模型考虑了载流子间散射、SRH和俄歇复合、碰撞电离等物理效应。采用实验电路提取的参数建立了RSD谐振预充触发电路的外电路模型。联合器件模型方程组和谐振触发外电路模型方程,利用Matlab语言采用Runge-Kutta和牛顿迭代的方法求解并获得了器件瞬态载流子分布和电压电流波形。本文在对比实验结果的基础上,解释并说明了模型的有效性和误差的产生原因。基于载流子和电流分布变化数据,详细分析了RSD预充过程。发现了预充过程中存在的强烈俄歇复合现象和电流抽取现象将导致预充电流注入的等离子体大量减少,因此不宜直接采用电流时间积分值计算预充电荷总量。     

空心线圈用于RSD开关电流测量

首先分析了高压大功率RSD开关电流的特点,确认了空心线圈测量方法.在比较空心线圈传感器自积分和外积分主要性能的基础上,对测量中相位误差的影响作了进一步研究分析.针对上升时间为微秒量级且含有低频分量的RSD开关电流,提出了调控相差的外积分测量方案.实际测量证明:调控相差的外积分测量法能较好地满足RSD开关电流测量的要求.     

一种提高高压直流断路器机械开关触发回路可靠性的方法

快速机械开关是高压直流断路器设备中的关键部件,在短路故障发生时,依靠其快速可靠的分断来转移故障电流,触发回路作为快速机械开关核心触发单元,其可靠性直接决定着整个断路器能否可靠运行。对此,从快速机械开关触发回路的可靠性着手,针对现有触发回路不足,研究提高触发回路可靠性的方法,以降低因触发回路异常导致快速机械开关失效的概率,进一步提升快速机械开关运行的可靠性,保障直流电网安全、可靠运行。     

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.     

超高速半导体开关RSD的开通机理与大电流特性研究

基于反向注入控制RSD(Reversely Switched Dynistor)的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,新开通机制的RSD将在脉冲功率技术中获得重要应用.本文研究了RSD的开通机理和开通条件,为器件开通特性的改进和预充电路的合理设计提供了依据;实验还表明,由小直径RSD的极限电流测试结果,可以用经验公式得到同类结构的任意通流面积RSD脉冲大电流耐量.     

铁电体触发开关的实验研究

利用铁电体作为脉冲开关的触发源,是当前脉冲功率技术发展的一个重要研究方向,为掌握铁电体作为触发极的工作性能,阐述了铁电体触发开关在真空条件下的工作原理和实验结果,给出了铁电体触发开关的设计思路及电极结构图并进行了真空条件下铁电体触发开关的实验研究,在开关间距0.3mm、真空压力度8cPa的条件下测得开关的抖动<800ps。实验结果表明:触发电压的高低对开关抖动的影响很大,随着触发电压的升高开关的抖动越来越小,但触发电压超过某一值时开关的抖动又会增加;开关阴阳极之间的间距对开关抖动基本无影响,对于不同的铁电体触发极,其触发电压的最佳值不同。