浅析中子管离子源高压脉冲电源

高压脉冲电源拥有特定的脉冲和测量操作程序,在电场除菌、激光操作、等离子体发生器等领域起着十分重要的作用。随着社会经济和科技的发展,工业领域、油田领域等都开始需要应用脉冲电源。和传统高压直流供电电源相比,脉冲式电源显示出良好的性能,在低压脉冲电源的基础上出现了适用范围更广泛的高压脉冲电源。该文着重研究了1种基于脉冲频率调节机制的数控高压脉冲电源结构,并用其满足中子管检测系统对离子源的供电需求。     

基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺20kV高压脉冲电源

真空管内部的细小金属毛刺去除工艺中采用直流高压存在毛刺去除不净、较大毛刺剩余、影响产品耐压和频率测试等问题。为克服直流高压去毛刺的工艺缺点,采用低重复频率的高压脉冲去毛刺。为克服以真空电子管作为脉冲开关的传统高压脉冲电源和以半导体器件作为脉冲开关的全固态高压脉冲电源主回路和控制回路设计复杂以及成本高等缺点,研制了一台低重复频率和宽占空比的基于双管正激式变换器的高压脉冲去毛刺电源。可通过增加双管正激式变换器的数量,以并-并组合式双管正激式变换器方式,满足宽占空比的高电压输出,实现了模块化设计。该电源主回路和控制回路的设计简化,稳定可靠,扩展性好,成本低,为高压脉冲电源设计提出了比较新颖的解决方案。实验结果表明:该电源的输出参数满足设计指标要求,并且稳定、可靠。     

3OkV高压脉冲电源及其废水降解电离试验

根据高压间隙放电的特性，设计了一种频率可调的高压脉冲电源．试验表明，高压脉冲电源输出电压可达30kV，频率范围为10～200Hz，应用于难降解有机废水的高压电离处理及与臭氧协同处理中，取得了较好的效果。     

脉冲射频/40kV高压直接耦合等离子体离子注入电源系统研制

研制的用于等离子体浸没离子注入(PIII)的电源系统采用高压隔离与高频滤波技术,将40 kV高压脉冲电源与13.56 MHz射频电源直接耦合,由单一输出电缆连接到实验靶台上,通过射频与高压脉冲的时序控制,实现了40 kV的高压脉冲与脉冲射频交替输出。工作过程中,通过射频产生等离子体,而后施加高压脉冲获得离子注入,进而实现PIII与沉积。该电源系统的性能指标为:高压脉冲电压幅值10~40 kV,脉冲频率10~1000 Hz,射频脉冲宽度0.01~10 ms,射频与高压间隔0.1~10 ms,高压脉冲功率6 kW,射频脉冲功率1 kW。实验研究表明能够有效的实现PIII。本文将介绍该种新电源的设计思想、电路以及在内凹零部件(如管筒内壁)等离子体离子注入等方面的应用。     

叠加型高压重频微秒脉冲电源研究

针对水污染领域的高压脉冲电源存在的输出脉冲质量差、输出脉冲不可调等问题,本文从脉冲电源主电路的整体结构和变压器磁芯优化2个方面进行改进。首先,结构上,前级Buck电路调节输出脉冲电压幅值,后级全桥逆变电路调节输出脉冲的频率和脉宽,由5个模块电路串联产生高压脉冲。其次,升压变压器选择高磁导率和高磁通密度的磁芯,保证输出脉冲质量。研制一台额定功率为3kW的样机,对电源进行单触发和重频试验。试验结果表明,该电源输出脉冲实现了频率、脉宽和电压幅值可调,满足设计指标。     

脉冲电压下局部放电对聚酰亚胺膜寿命的影响

本文研究了方波脉冲电压下不同频率、电压和温度下的局部放电行为及对聚酰亚胺薄膜寿命的影响.通过连续高压脉冲下的绝缘老化试验和测试系统,以聚酰亚胺薄膜为试验对象,研究不同脉冲幅值、频率及温度下的局部放电特征和影响因素,并得到其寿命曲线,分析了局部放电参量和寿命间的联系,得到了基于连续高压脉冲下的绝缘老化寿命模型的相关参数.     

脉冲磁场作用于钢液熔体的电磁场数值模拟

为了解脉冲磁场的电磁力特性,利用ANSYS软件,脉冲电源波形采用梯形波,对脉冲磁场作用下钢液的电磁场进行了模拟,得到了电磁力周期变化规律,脉冲频率和脉冲波型对脉冲电磁力的影响规律.结果表明:脉冲磁场作用下,电磁力瞬时发生变向,往复振荡熔体;在研究的脉冲放电频率范围内,脉冲放电频率的改变对电磁场、力场的分布影响不大;对于采用的梯形脉冲波形,电磁力随着脉冲上升沿和下降沿宽度的减小而显著增大,而当脉冲宽度增大时,脉冲电磁力呈现减小的趋势.     

高功率脉冲磁控溅射电源的研制

高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)因其高离化率而得到广泛关注.高压大电流脉冲电源是实现该技术的重要环节之一.本论文介绍了一种HPPMS电源,该电源由充电电源、斩波输出两部分组成,给出了主电路框图.分析了大电流对斩波开关过电压的影响,采用RC吸收和续流有效地抑制了电压过冲,用所研制的电源进行HPPMS镀膜试验,结果表明电源运行稳定可靠,制备的薄膜表面清洁、致密,其平均表面粗糙度很低.可以预见HPPMS技术将会促进镀膜技术的发展.     

可编程的多波形脉冲低温等离子电源北大核心CSCD

高压脉冲已经运用于许多领域,其中一个就是可以用来产生等离子体电源。脉冲输出参数是脉冲波形、脉冲电压幅度、脉冲频率以及脉冲持续时间等。本文应用现代电力电子技术提出了一种脉冲电路的拓扑结构,通过一定的控制算法可以产生不同的脉冲波形且脉冲幅度可以成倍增加以输出高压脉冲,并开发出了一套可编程的脉冲输出设备以用于生物组织或者材料等的改性加工。电路拓扑采用电容、二极管及开关管配合的方式工作,控制算法由复杂可编程逻辑器件FPGA来实现,通过导通或者关闭开关管来控制电容的充电或者放电以形成脉冲波形。电路拓扑通过Saber仿真软件和实测波形图证实了其可行性。通过单脉冲和多波形脉冲在生物组织上的实验对比,反应了多波形脉冲能够更好的对生物组织进行消融处理。     

高频脉冲电沉积Ni-SiC镀层在H_2SO_4溶液中的耐蚀性能

通过失重法和阳极极化曲线,研究了高频脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层在15%H_2SO_4溶液中的耐蚀性与脉冲电源频率的关系.利用扫描电镜(SEM)观察了Ni-SiC复合镀层在15%H_2SO_4溶液中腐蚀前后的表面形貌.结果表明:高频脉冲镀层致密、均匀,与直流镀层相比,在15%H_2SO_4溶液中有较强的耐腐蚀性,且脉冲频率越高,镀层耐腐蚀性越好.     

10kV高精度直流高压标准源的研制

详细介绍了高电压直流标准源的压制过程,直流高压标准源通过对高压的精密控制、对高压分压电路的准确测量以及合理的结构设计,具备了较高的技术性能。     

介质阻挡放电净化汽车尾气NOX和HC的应用研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器,通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气试验,对放电电压、脉冲频率、含氧量以及初始浓度影响HC、NOx净化的规律进行了系统研究。研究表明,利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气,是一种具有发展前景的排气后处理技术,对汽车尾气NOx和HC的净化具有明显的净化效果。     

组合式高阻箱及高压表检定装置

介绍一种既是高压分压箱 ,又是高值电阻器的装置。它与通用型的 QJ36电桥、检流计、高压电源一起组成了一台高阻箱、高压表检定装置 ,适合于省、局级计量机构及大型企业计量机构使用。     

Design of Power Supplies for the Pulsed High Magnetic Field Facility at HUST

Two types of pulsed power supply, a modular 12 MJ/25 kV capacitor bank and a 100 MVA flywheel pulsed generator, are under construction for the pulsed high magnetic field facility at the Huazhong University of Science and Technology (HUST) in Wuhan, China. The capacitor bank consists of 11 independent 1 MJ modules with a short circuit current of 40 kA each and 2 independent 0.5 MJ modules for 50 kA each. The bank is used to energize coils for magnetic fields in the 50–80 T range with pulse duration from 15 to 200 ms. The pulsed flywheel-alternator is used to energize a 50 T/100 ms long-pulse magnet via two 12-pulse power converter modules. Each converter module is designed to operate in the 95 to 66 Hz frequency operation range of the generator and can provide a no-load voltage of 4.6 kV and a full-load voltage of 3.4 kV at the rated current of 20 kA. In this paper the design of these two types of power supply is presented.     

PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷脉冲换能电输出

讨论了PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷在冲击波压缩下的释放电性能,并利用PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷设计了三种脉冲电源,分别实现了恒定电流、台阶电流和恒定电压等不同条件的电能输出.实验结果表明,PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷可适用于多种性能的脉冲能源,具有电流输出幅值和波形易于控制,电流脉冲上升前沿陡,电源体积小等特点,具有广阔的应用前景.     

Nonlinear behaviors in a pulsed dielectric barrier discharge at atmospheric pressure

In this paper, the temporal nonlinear behaviors of pulsed dielectric barrier discharge in atmospheric helium are studied numerically by a one-dimensional fluid model. The results show that the common single-period pulsed discharge with two current pulses per single voltage pulse can take place over a broad parameter range. The rising and falling times of the voltage pulse can affect the discharge characteristics greatly. When the discharge is ignited by a pulse voltage with long rising and falling times, a single-period pulsed discharge with multiple current peaks can be observed. Under appropriate rising and falling times of the voltage pulse, a stable period-two discharge can occur over wide frequency and voltage ranges. Also this period-two discharge can exhibit different current and voltage characteristics with changing the duty cycle. With other parameters fixed, the pulsed DBD could be driven to chaos through period-doubling route by increasing either the falling time or the frequency of voltage pulse.     

变频驱动并联水泵变压变流量运行优化调度

分析了变频驱动并联水联水泵变压变流量运行优化调度问题的常用建模方法,并比较了各种方法的优劣。常用的方法是以水泵轴功率作为目标函数,以供水指标和高效区为约束条件。另一种方法是以满足扬程指标时的实际流量与所需流量之差的二次方作为目标函数,以水泵的高效区作为约束条件。提出了一种新的建模方法,模型物理意义与实际工况严格相符,具有较高的精度,满足了工程中对水泵切换频率尽量小的要求。仿真结果表明该方法是有效的。     

Miniaturized flow fractionation device assisted by a pulsed electric field for nanoparticle separation

Electric field flow fractionation (EFFF) is a powerful separation technique based on an electrical field perpendicular to a pressure-driven flow. Previous studies of microelectric field flow fractionation (micro-EFFF) indicate that separation performance was limited due to a weak effective electric field caused by polarization layers on the electrode surfaces. In this work, we report on a micro-EFFF device that uses a pulsed voltage scheme to overcome these limitations. The device was fabricated in indium tin oxide (ITO)-coated glass with ITO as electrodes. The effective electric field for pulsed voltage operation was found to be 50-fold stronger when compared with constant voltage operation. A strong influence of pulsed voltage frequency on nanoparticle retention times was observed. Using pulsed voltage, improved separation of polystyrene particles of different surface charge and particle size is demonstrated. Pulsed voltage also offers more parameters compared to the constant voltage mode, e.g., pulse frequency, duty cycle, and waveform to optimize the retention behavior of analytes.     

The influence of operating parameters on pulsed D.C. magnetron sputtering plasma

This paper describes the breakdown voltage characteristics in a pulsed D.C. magnetron sputtering system under varying conditions of frequency, current and pulse-off time. The behaviour of the breakdown voltage with pulsing frequency at different pressures and constant pulse-off time was recorded and revealed that the breakdown voltage decreased consistently as the frequency increased up to 70 kHz. Above this frequency, perturbation in the breakdown voltage was noted, possibly due to the rise in pre-breakdown current during the few microseconds of pulse-on time. This perturbation effect was no longer observed when the operating current was increased. The breakdown voltage was seen to decrease when the pulse-off time was increased while keeping the total period of the pulse constant.     

1kA高功率脉冲磁控溅射电源研制及试验研究

高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)以其在真空镀膜上更大的优势而越来越受到重视,高压大电流电源是实现HPPMS的关键因素。本文研制了1000 A高功率脉冲磁控溅射电源,给出了电源框架图和主电路拓扑结构图。对脉冲部分采用仿真分析探索大模块IGBT的不均流因素,结果表明驱动一致性是影响均流的关键原因之一;分析了大电流时IGBT两端电压过冲问题,采用RCD吸收和续流回路能有效抑制电压过冲,使电压过冲在正常安全范围内。用所研制的电源进行等离子体负载实验,运行良好,为性能优异薄膜的制备奠定硬件基础。