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500 kV全固态Marx发生器 被引量:23
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作者 李洪涛 王传伟 +9 位作者 王凌云 刘金锋 姜苹 刘宏伟 袁建强 黄宇鹏 丁胜 康军军 丰树平 谢卫平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期917-920,共4页
500kV全固态Marx发生器采用Z型电路结构,以28个最大工作电压达22kV、满载最高连续重复运行频率达200Hz的绝缘栅双极型晶体管组件作为脉冲控制开关,采用以金属化膜电容器和线绕电感构成的梯形脉冲形成网络作为储能和脉冲形成器件。目前... 500kV全固态Marx发生器采用Z型电路结构,以28个最大工作电压达22kV、满载最高连续重复运行频率达200Hz的绝缘栅双极型晶体管组件作为脉冲控制开关,采用以金属化膜电容器和线绕电感构成的梯形脉冲形成网络作为储能和脉冲形成器件。目前已实现500kV脉冲输出,在50Hz的重复频率下实现数十个脉冲的猝发输出。该发生器的输出脉冲电压峰值与已有文献报道的最高功率固态Marx发生器技术指标相近,输出脉冲电流峰值提高1倍,达到1000A,发生器输出脉冲功率峰值达到500MW。在采用电容器作为储能元件时,此Marx发生器输出脉冲宽度可在3~10μs范围内连续调整。 展开更多
关键词 全固态 marx发生器 绝缘栅双极型晶体管 重复频率
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采用混合式隔离模式的全固态Marx发生器 被引量:2
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作者 程显 卓远 +2 位作者 吕彦鹏 王振伟 陈硕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1582-1589,共8页
高压脉冲功率技术在国防、绝缘材料、生物医学工程等领域具有广泛应用,为研究百纳秒脉冲电场对细胞产生的生物电学效应,设计了一种基于“背靠背”充电、混合式隔离的全固态Marx百纳秒脉冲发生装置。该装置共5级,以MOSFET作为放电主开关... 高压脉冲功率技术在国防、绝缘材料、生物医学工程等领域具有广泛应用,为研究百纳秒脉冲电场对细胞产生的生物电学效应,设计了一种基于“背靠背”充电、混合式隔离的全固态Marx百纳秒脉冲发生装置。该装置共5级,以MOSFET作为放电主开关,共包含9个电容及5个开关,减少了开关使用数量。每级模块包含2个电容及1个MOSFET开关,并采用电阻隔离的正极性回路和二极管隔离的负极性回路两部分分别对2个电容充电,实现“背靠背”式连接。采用Pspice软件验证了该拓扑结构的可行性。该百纳秒脉冲装置采用可编程门阵列产生控制信号,输出的高压脉冲参数为:电压幅值0~4.3 kV,脉冲宽度0.3~5μs,重复频率0.001~10 kHz,上升沿42ns。该装置的脉冲宽度、幅值及频率均灵活可调,通过模块化设计,可增加模块数量进一步提高输出电压幅值。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 混合式隔离 marx发生器 模块化 固态开关
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自触发驱动的全固态Marx发生器 被引量:10
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作者 饶俊峰 李恩成 +2 位作者 王永刚 姜松 李孜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期112-118,共7页
随着全固态高压脉冲发生器在材料改性、生物医学和工业等领域上的广泛应用,全固态脉冲发生器正朝着小型化、智能化和模块化方向发展。为了进一步减小电源的体积、降低成本,提出了一种自触发驱动的正极性全固态Marx发生器的拓扑。只需提... 随着全固态高压脉冲发生器在材料改性、生物医学和工业等领域上的广泛应用,全固态脉冲发生器正朝着小型化、智能化和模块化方向发展。为了进一步减小电源的体积、降低成本,提出了一种自触发驱动的正极性全固态Marx发生器的拓扑。只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断,通过级间电容对相邻级的放电管门极自动充电和放电,使其依次导通和关断。这种拓扑使得Marx发生器中的多个开关管的驱动电路简单很多,无需提供隔离供电的多路驱动电源,且避免了开关的动态、静态均压问题。基于这种拓扑搭建了一台17级的正极性Marx发生器样机,且电压幅值和脉宽都连续可调,在10 kΩ纯阻性负载上输出10 kV、重复频率100 Hz的正极性高压脉冲,脉冲前沿约为328 ns。样机体积小巧、工作稳定,验证了该方案的可行性。 展开更多
关键词 自触发驱动 marx发生器 脉冲发生器 脉冲功率
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小型化全固态方波Marx发生器的研究
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作者 李孜 马睿一 +1 位作者 饶俊峰 姜松 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第2期130-135,共6页
提出了一种带有新型磁隔离驱动电路的小型化全固态方波Marx发生器。小型化全固态方波Marx发生器的主电路基于半桥结构,将相邻级的充电开关和放电开关的源极短接,与串芯磁环磁隔离驱动方法相结合,只需一个来自初级侧的双极性信号就能同... 提出了一种带有新型磁隔离驱动电路的小型化全固态方波Marx发生器。小型化全固态方波Marx发生器的主电路基于半桥结构,将相邻级的充电开关和放电开关的源极短接,与串芯磁环磁隔离驱动方法相结合,只需一个来自初级侧的双极性信号就能同步驱动Marx发生器中的所有开关,从而大大减少了驱动电路中所需的元件数量。搭建了14级实验样机,电源总质量仅为314 g,宽15 cm、长8 cm、高5 cm。在电阻负载上获得了峰值电压为10 kV、最大重复频率为10 kHz、脉冲宽度为200 ns~5μs的高压方波脉冲。利用样机产生的500 ns、10 kV、1 kHz的方波脉冲驱动了介质阻挡放电负载,产生了均匀且强烈的放电,表明该小型化Marx发生器适合驱动介质阻挡放电负载、用作低温等离子体源。 展开更多
关键词 脉冲发生器 marx发生器 小型化 方波脉冲 低温等离子体
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全固态协同脉冲发生器的设计与研制
5
作者 董守龙 朱黎明 +3 位作者 岳亚琪 赵立胜 余亮 姚陈果 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第3期1-13,共13页
不可逆电穿孔肿瘤治疗技术已经在临床应用中取得了较为显著的疗效。最近研究表明,采用高压纳秒脉冲协同低压微秒脉冲可以显著提高消融疗效。文中提出了一种新型的协同脉冲发生器拓扑结构,主要包括2个分别由IGBT和MOSFET作为主开关的Mar... 不可逆电穿孔肿瘤治疗技术已经在临床应用中取得了较为显著的疗效。最近研究表明,采用高压纳秒脉冲协同低压微秒脉冲可以显著提高消融疗效。文中提出了一种新型的协同脉冲发生器拓扑结构,主要包括2个分别由IGBT和MOSFET作为主开关的Marx电路。通过开关的控制可灵活输出由高压纳秒脉冲和低压微秒脉冲组成的协同脉冲序列,并对其工作原理、电路仿真及原型样机进行了研究。最终采用半导体开关研制了一款参数灵活可调的全固态协同脉冲发生器,并在100Ω电阻负载上对其进行了性能测试,纳秒脉冲参数为电压幅值0~5 kV、脉宽0.2~1μs;微秒脉冲参数为电压幅值0~5 kV、脉宽10~100μs,能够满足协同脉冲消融肿瘤的实验需求。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 marx发生器 全固态 协同脉冲 肿瘤消融
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紧凑型Marx发生器脉冲功率源
6
作者 胡汉鹏 尹德宁 +5 位作者 贺楠 黄亚琪 张珍铭 张修路 宋盛义 袁长迎 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期31-35,共5页
为降低脉冲功率源使用门槛,设计并实现了一种基于Marx发生器的紧凑型脉冲功率源:Marx发生器为7级单极性充电同轴结构,采用低电感陶瓷电容、紫外光预电离输出窄脉冲;使用可调初级高压电源和2路同步触发开关,金属外壳作为接地屏蔽与放电回... 为降低脉冲功率源使用门槛,设计并实现了一种基于Marx发生器的紧凑型脉冲功率源:Marx发生器为7级单极性充电同轴结构,采用低电感陶瓷电容、紫外光预电离输出窄脉冲;使用可调初级高压电源和2路同步触发开关,金属外壳作为接地屏蔽与放电回路;发生器内部充填高气压N2。基于上述设计获得的脉冲功率源在充电电压26kV、充气0.3MPa时,在60Ω负载上获得了前沿33ns、脉宽59ns、幅度109.2kV的高电压脉冲;功率源封装在一个直径0.2m、长1.1m的铝合金圆筒内。为紧凑型、模块化脉冲功率源的实现提供了设计思路和参考样机,可用于闪光X射线照相驱动源。 展开更多
关键词 marx发生器 气体开关 紧凑型 脉冲功率源
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一种紧凑型固态Marx发生器的研究 被引量:2
7
作者 姚皓伟 李孜 +2 位作者 王永刚 姜松 饶俊峰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期35-41,共7页
提出利用P型开关作为充电管、N型开关作为放电管串联形成半桥结构,将其门极也短接,以同一个信号同时驱动充电管和放电管。再利用共原边的串心磁环驱动方案,只需一个半桥电路就可以从原边同时传递驱动功率和信号,同步驱动所有充电管和放... 提出利用P型开关作为充电管、N型开关作为放电管串联形成半桥结构,将其门极也短接,以同一个信号同时驱动充电管和放电管。再利用共原边的串心磁环驱动方案,只需一个半桥电路就可以从原边同时传递驱动功率和信号,同步驱动所有充电管和放电管,大幅简化了脉冲电源结构和尺寸,降低了成本。以此搭建了24级固态Marx发生器,在10 kΩ阻性负载上,获得了10 kV、1 kHz、5μs的高压方波脉冲,验证了方案的可行性,该电源主电路的尺寸仅为20 cm(长)×13 cm(宽)×5.5 cm(高)。 展开更多
关键词 脉冲电源 marx发生器 高压脉冲 同步驱动 方波脉冲
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分布式全固态波形可调高压脉冲发生器研制
8
作者 刘向前 陈盈 +2 位作者 彭梓皇 李柳霞 贺恒鑫 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期82-90,共9页
为了满足多领域对幅值、脉宽、波形、重复频率等参数的不同要求,基于分布式理念,提出了一种分布式全固态波形可调高压脉冲发生器。该脉冲发生器由多个结构相同的子模块构成,单个模块采用半桥结构的全固态Marx主拓扑,驱动采用磁隔离方案... 为了满足多领域对幅值、脉宽、波形、重复频率等参数的不同要求,基于分布式理念,提出了一种分布式全固态波形可调高压脉冲发生器。该脉冲发生器由多个结构相同的子模块构成,单个模块采用半桥结构的全固态Marx主拓扑,驱动采用磁隔离方案;每个模块具有统一设计的连接端子与通信协议,多个模块可以独立工作,也可以直接串联工作以获得更好的性能。整个装置采用分层式设计,结构紧凑。详细阐述了该发生器的电路拓扑、工作原理与波形产生方法,并搭建了3台8级基本单元的9电平试验样机,串联后可输出25级电平的单极性任意高压脉冲波形,最大输出电压达到16 kV。 展开更多
关键词 分布式设计 全固态marx 波形可调 协同控制 脉冲发生器
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紧凑型全固态高重复频率LC-Marx脉冲发生器 被引量:4
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作者 庄龙宇 杨均翔 +1 位作者 须貝太一 江伟华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期25-30,共6页
通过理论、模拟和实验对提出的全固态LC-Marx发生器进行研究。整个系统由一个MOSFET开关和多个由一个磁芯制成的磁开关控制,该脉冲发生器直径为140 mm,高为17 mm,且随着级数的增加尺寸和重量基本不变。运用谐振充电可以使电容充到源电压... 通过理论、模拟和实验对提出的全固态LC-Marx发生器进行研究。整个系统由一个MOSFET开关和多个由一个磁芯制成的磁开关控制,该脉冲发生器直径为140 mm,高为17 mm,且随着级数的增加尺寸和重量基本不变。运用谐振充电可以使电容充到源电压的1.82倍,五级LC-Marx发生器用950 V直流电压充电时,在500Ω电阻上得到峰值电压为10.9 kV、半高宽为400 ns、上升时间为85 ns、效率为30.43%的高压脉冲。输出电压的上升前沿可以根据实际应用的要求,通过减小电容量缩短。该脉冲发生器在频率低于30 kHz下,可以持续稳定地运行。该LC-Marx脉冲发生器在气体放电中将具有较好的应用效果。 展开更多
关键词 LC-marx 脉冲发生器 磁开关 MOSFET 谐振充电 全固态 高频率 大气放电
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基于MARX发生器的全固态磁控管调制器 被引量:1
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作者 印长豹 高龙 刘凯 《雷达科学与技术》 2012年第2期223-226,共4页
结合磁控管调制器的特点,提出一种磁控管调制器的实现方法:电容器并联充电串联放电的MARX发生器方式实现高压脉冲输出。介绍了MARX发生器的具体工作原理,详细分析了各关键器件、参数的选择方法及快速的保护功能,比较MARX调制器与原有调... 结合磁控管调制器的特点,提出一种磁控管调制器的实现方法:电容器并联充电串联放电的MARX发生器方式实现高压脉冲输出。介绍了MARX发生器的具体工作原理,详细分析了各关键器件、参数的选择方法及快速的保护功能,比较MARX调制器与原有调制器的各项性能,阐述MARX发生器作为磁控管调制器的优势所在,并通过最终实验数据及波形说明基于MARX发生器的磁控管调制器系统完全满足磁控管调制器的要求,并有其明显的优势,是非常理想的一种磁控管调制器。 展开更多
关键词 磁控管调制器 marx发生器 并联充电 串联放电
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固态化脉冲形成网络Marx脉冲发生器 被引量:10
11
作者 李志强 杨建华 +2 位作者 张建德 张军 洪志强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期253-256,共4页
和传统Marx发生器单级由单一电容组成不同,脉冲形成网络Marx发生器的每一级是以陶瓷电容排列成网络形式组成脉冲形成网络,然后再通过串联叠加的方式实现电压叠加。由于采用了脉冲网络形成线,该型发生器可以产生质量较高的脉冲波形。对该... 和传统Marx发生器单级由单一电容组成不同,脉冲形成网络Marx发生器的每一级是以陶瓷电容排列成网络形式组成脉冲形成网络,然后再通过串联叠加的方式实现电压叠加。由于采用了脉冲网络形成线,该型发生器可以产生质量较高的脉冲波形。对该型Marx发生器的充电方式、开关结构、结构布局等进行了研究,设计了两种较为紧凑的实验装置。开展的初步实验研究中,利用脉冲变压器进行充电,利用SF6气体绝缘,10级叠加结构在50Ω水电阻负载上获得了400 kV,100 ns的高压输出;20级结构在50Ω水电阻负载上获得了500 kV,70 ns的高压输出。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 脉冲形成网络 marx发生器 脉冲变压器
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500kV固态Marx发生器IGBT多路驱动高压隔离供电电源的设计 被引量:23
12
作者 王凌云 王传伟 +2 位作者 李洪涛 姜苹 刘金锋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期236-240,共5页
为了解决固态Marx发生器中IGBT驱动供电问题,提出了一种具有高电压隔离的多路供电电源设计,首先对IGBT开关驱动供电的需求进行了分析,提出了供电电源设计方法,采用直交直转换供电方式,隔离使用级联变压器与原边多匝变压器。经过多次试验... 为了解决固态Marx发生器中IGBT驱动供电问题,提出了一种具有高电压隔离的多路供电电源设计,首先对IGBT开关驱动供电的需求进行了分析,提出了供电电源设计方法,采用直交直转换供电方式,隔离使用级联变压器与原边多匝变压器。经过多次试验,验证了该设计方法可行,最后介绍了电源悬浮供电的特殊工作模式与关键技术工艺,并给出了实验数据波形,结果说明该种结构的电源性能稳定,满足隔离供电的要求,并且有良好的应用前景。 展开更多
关键词 marx发生器 IGBT驱动 直交直流转换 级联变压器 原边单匝变压器 高电压隔离 悬浮供电
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150kV全固态高压脉冲发生器设计 被引量:17
13
作者 雷宇 邱剑 刘克富 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期673-677,共5页
设计了一种基于全固态MOSFET半导体开关器件的Marx脉冲发生器。充电回路用快恢复二极管代替充电电阻,减小了充电部分功率损耗;将主电路和驱动电路集成在一起,采用自取电模式给驱动电路供电;由光纤传输驱动信号,抑制了放电回路对触发信... 设计了一种基于全固态MOSFET半导体开关器件的Marx脉冲发生器。充电回路用快恢复二极管代替充电电阻,减小了充电部分功率损耗;将主电路和驱动电路集成在一起,采用自取电模式给驱动电路供电;由光纤传输驱动信号,抑制了放电回路对触发信号的干扰;采用顺/逆时针方向环形分布的紧凑型拓扑结构,不仅减小了回路电感,而且实现了脉冲发生器的小型化与模块化。所设计的Marx发生器充电部分仅需提供900V低压,用180级单元串联,获得最高幅值为150kV、脉宽1~5μs可调的高压快脉冲,前沿控制在500ns以内。利用该脉冲发生器在50kΩ电阻和5pF电容并联的等效负载上进行了一系列实验;比较分析了脉冲发生器工作过程中影响脉冲上升沿的几个主要因素,包括回路电感、MOSFET驱动电压及主回路分布电容等,并讨论了提升脉冲前沿的技术措施。 展开更多
关键词 marx发生器 全固态开关 金属氧化层半导体场效应管 顺/逆时针方向环形分布的紧凑型结构 分布电容
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基于Blumlein和TLT的模块化全固态纳秒脉冲发生器 被引量:4
14
作者 米彦 卞昌浩 +2 位作者 万佳仑 姚陈果 李成祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2858-2865,共8页
为了研究高频纳秒脉冲电场治疗肿瘤的生物医学效应,需要一种能产生高频纳秒脉冲的紧凑型脉冲电场发生器。结合Blumlein脉冲形成线和传输线变压器(TLT)提出了一种新的模块化设计的高频纳秒脉冲发生器结构,发生器可以使用更少的开关数输... 为了研究高频纳秒脉冲电场治疗肿瘤的生物医学效应,需要一种能产生高频纳秒脉冲的紧凑型脉冲电场发生器。结合Blumlein脉冲形成线和传输线变压器(TLT)提出了一种新的模块化设计的高频纳秒脉冲发生器结构,发生器可以使用更少的开关数输出电压、频率可调的高频纳秒方波脉冲。对单级和多级发生器在阻抗匹配时的脉冲形成过程进行了理论分析,并分析了多级发生器在阻抗不匹配时负载波形的变化;使用微带线设计Blumlein脉冲形成线,介绍了微带线的设计过程,同时介绍了传输线变压器的设计以及固态开关的控制策略;研制了一台小型发生器对提出的拓扑结构进行验证。最后,三级发生器在匹配负载(300Ω)上,可以输出幅值0~3 kV可调,脉宽100 ns,重复频率0~10 kHz可调的高频纳秒脉冲。 展开更多
关键词 Blumlein 传输线变压器 微带线 模块化 全固态 紧凑型脉冲发生器
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固态Marx发生器研究进展 被引量:43
15
作者 刘克富 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1781-1787,共7页
为推动固态Marx发生器技术的研究和发展,介绍了近年来国内外学术界对固态Marx发生器技术的研究现状,重点分析了固态Marx发生器涉及的隔离充电技术、陡化技术以及负载能力等关键技术问题,并展望了其未来发展的趋势。固态Marx发生器的固... 为推动固态Marx发生器技术的研究和发展,介绍了近年来国内外学术界对固态Marx发生器技术的研究现状,重点分析了固态Marx发生器涉及的隔离充电技术、陡化技术以及负载能力等关键技术问题,并展望了其未来发展的趋势。固态Marx发生器的固态开关采用独立触发方式,每个开关可分别控制开通和关断,具有多参数特制、高频化、寿命长3方面的突出技术优势。通过采用隔离充电方式,可以实现低压充电电源和高压脉冲输出之间的电气隔离;通过陡化技术,可以实现数十ns脉冲上升沿输出;结合特定设计,固态Marx发生器可适用于驱动电阻、电容、电感以及它们的组合型非线性负载,在一定范围内调制出需要的电压、电流波形,具有较大的灵活性。伴随着半导体开关器件以及电力电子技术水平的发展,固态Marx发生器将向小型化、集成化和模块化方向发展,满足脉冲功率技术未来不断提高的应用需求。 展开更多
关键词 marx发生器 气体开关 固态开关 电压叠加 脉冲调制 电力电子 多电平
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基于级间自触发Marx电路的高压阻尼振荡发生器
16
作者 陈玉峰 王庆峰 +1 位作者 李相强 张健穹 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期15-23,共9页
为了增大输出电压的同时减小高压阻尼振荡发生器的体积和降低其成本,建立了一种4×4级间自触发Marx结构的阻尼振荡发生器模型。该模型每级的主开关采用基于电容触发方式的串联IGBT模块,只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导... 为了增大输出电压的同时减小高压阻尼振荡发生器的体积和降低其成本,建立了一种4×4级间自触发Marx结构的阻尼振荡发生器模型。该模型每级的主开关采用基于电容触发方式的串联IGBT模块,只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断,通过级间电容实现对相邻级放电管的栅极自动充电和放电,使其导通和关断。该模型提高了Marx单级的工作电压和简化了每级的驱动电路,并且通过加入缓冲电路,解决开关管动态、静态均压问题。基于这种拓扑结构搭建了一台高压阻尼振荡发生器样机,在电感负载上输出16 kV、振荡频率1 MHz的阻尼振荡波形,波形上升时间约为75 ns,重复频率500 Hz。样机体积小巧、工作稳定,验证了该方案的可行性。 展开更多
关键词 自触发 串联IGBT marx电路 阻尼振荡发生器 高压
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固态Marx发生器的过流保护研究 被引量:4
17
作者 饶俊峰 曾彤 +1 位作者 李孜 姜松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期64-69,共6页
具有快速上升沿、低开关损耗的SiC MOSFET已逐渐在固态高压脉冲电源中使用。针对固态Marx发生器中的常见短路故障,分析了SiC MOSFET的过流损坏机制,提出了一种新型的带过流保护的驱动系统。该驱动系统不仅实现了宽驱动信号同步输出,同... 具有快速上升沿、低开关损耗的SiC MOSFET已逐渐在固态高压脉冲电源中使用。针对固态Marx发生器中的常见短路故障,分析了SiC MOSFET的过流损坏机制,提出了一种新型的带过流保护的驱动系统。该驱动系统不仅实现了宽驱动信号同步输出,同时能够在整个SiC MOSFET导通期间提供过电流钳制效果。驱动系统中的保护电路利用SiC MOSFET门极电压与漏极电流的关系,通过单个采样电阻和一对反向串联的稳压管将SiC MOSFET门极电压拉低的方式来限制过电流。实验结果表明:当开关管的导通电流较小时,虽然门极电压会有轻微下降,但是SiC MOSFET的导通阻抗仍然很低;而在过电流故障发生时,门极电压会被快速拉低,开关管的导通阻抗急剧上升,从而迅速将导通电流钳制在安全范围内。 展开更多
关键词 固态marx发生器 过电流 保护电路 采样电阻
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固态Marx发生器均流技术研究 被引量:2
18
作者 戴成栋 李孜 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期227-234,共8页
为了提升固态脉冲发生器在低阻抗负载时的稳定性,提出了一种并联开关管电路的均流技术,采用增加小电阻降栅压的方法,设计了并联开关管测试电路和并联全固态Marx发生器测试电路对其均流效果进行验证。实验结果表明,并联结构的脉冲电源的... 为了提升固态脉冲发生器在低阻抗负载时的稳定性,提出了一种并联开关管电路的均流技术,采用增加小电阻降栅压的方法,设计了并联开关管测试电路和并联全固态Marx发生器测试电路对其均流效果进行验证。实验结果表明,并联结构的脉冲电源的内部浪涌电流得到有效抑制,开关管工作在安全工作区内,脉冲电源系统的稳定性得到了提高。 展开更多
关键词 marx发生器 固态脉冲发生器 浪涌电流 均流技术
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固态Marx发生器的自动控制研究 被引量:3
19
作者 饶俊峰 杨世龙 +2 位作者 王永刚 姜松 李孜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期133-141,共9页
为了进一步推广固态Marx发生器的应用,实现输出脉冲波形的直观显示,提高电压调节精度,缩短充电调压时间,有必要对固态Marx发生器的自动控制进行研究。以现场可编译门阵列(FPGA)作为控制器,将输出电压、频率、脉宽、过电流阈值等参数以... 为了进一步推广固态Marx发生器的应用,实现输出脉冲波形的直观显示,提高电压调节精度,缩短充电调压时间,有必要对固态Marx发生器的自动控制进行研究。以现场可编译门阵列(FPGA)作为控制器,将输出电压、频率、脉宽、过电流阈值等参数以及故障检测及指示直接显示在液晶屏上,实现可视化设置和调节,在固态Marx发生器的输出端并联分压电路和高速数模转换电路,对输出的高压脉冲采样,一方面用于闭环PID控制实现分段式快速充电和输出电压精准化调节,另一方面用于在虚拟示波器中实时显示输出脉冲电压的基本波形。此外,在电路中加入了故障检测和保护机制,迅速检测电路中出现的过温、过电流等故障并对其及时停机响应以保护脉冲电源和操作人员安全。在20级的固态方波Marx发生器样机中产生的重复频率方波脉冲电压波形表明,该样机已经初步实现自动化控制,并能可靠运行。 展开更多
关键词 脉冲电源 固态marx发生器 自动控制 闭环电压调节 故障检测与保护机制 虚拟示波器
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基于谐振电路的固态Marx发生器的顶降补偿 被引量:1
20
作者 饶俊峰 王秀智 +2 位作者 王永刚 李孜 姜松 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期53-59,共7页
在诸如粒子加速器等应用中,要求高压脉冲的电压、电流顶降尽可能低。减小顶降的常用方法是增加储能电容器的容量,但代价是系统的能效较低、体积较大、功率较高。另一种方法是插入一些特殊级来补偿电压顶降。在固态Marx发生器中,当谐振... 在诸如粒子加速器等应用中,要求高压脉冲的电压、电流顶降尽可能低。减小顶降的常用方法是增加储能电容器的容量,但代价是系统的能效较低、体积较大、功率较高。另一种方法是插入一些特殊级来补偿电压顶降。在固态Marx发生器中,当谐振电感和补偿开关串联起来与普通级中的主电容并联时,就得到了补偿级。本文在16级单极性固态Marx发生器中加入了四个基于谐振电路的补偿级,以补偿不同负载、不同脉宽下的电压顶降。在放电过程中,将正弦电压的近线性部分加到负载上作为补偿,实现了几乎无电压顶降的矩形脉冲。不同的补偿级数可以对电压顶降进行不同程度的补偿,补偿效果也是可调的。此外,只要关断谐振管,这些补偿级也可以作为固态Marx发生器中的普通级工作,从而加以利用。由于谐振补偿级中的电容也与Marx电路中的电容并联充电,因此不需要辅助电源充电。实验结果表明,在400Ω和5 kΩ阻性负载上,2.5 kV和10.5 kV脉冲的电压顶降分别都能得到理想的补偿。为了获得更好的补偿效果,脉冲宽度应小于正弦电压的近线性部分的长度。 展开更多
关键词 电压顶降补偿 marx发生器 脉冲电源 谐振电路
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