导通时延抖动对无电抗器电容型脉冲电源的影响 被引量：1

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作者 叶文怡 王炅 +4 位作者 付荣耀 徐旭哲 李兴 严萍 徐伟东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期2058-2067,I0034,共11页

无电抗器电容储能型电源技术是提升高功率脉冲电源小型化与轻量化水平的有效途径之一,可加速推动电磁轨道发射技术的工程化应用。该型电源工作期间,晶闸管导通时延抖动是影响电源系统安全运行的重要因素。该文建立大功率晶闸管与动态负... 无电抗器电容储能型电源技术是提升高功率脉冲电源小型化与轻量化水平的有效途径之一,可加速推动电磁轨道发射技术的工程化应用。该型电源工作期间,晶闸管导通时延抖动是影响电源系统安全运行的重要因素。该文建立大功率晶闸管与动态负载的子电路模型,并通过模拟试验验证模型的准确性,结合系统输出性能与半导体开关性能进行对比分析,研究先导通模块的抖动阈值,为电源设计提供参考。结果表明:去除脉冲电抗器后,系统效率提升2.13%,导通时延抖动对系统输出性能影响极小;当出膛速度一致时,更高的系统效率使得无电抗器电源的小型化、轻量化水平进一步提升,体积减小了23.1%,质量减少了18.9%;导通时延抖动影响先导通模块晶闸管的运行安全,应关注高电流上升率以及由此可能引起的电流尖峰;在0.1μs的抖动阈值内,提高导通模块数可有效降低先导通模块的电流上升率;以晶闸管电流上升率限值为边界条件,导通模块数随导通时延抖动的增大以幂函数形式增加。根据系统性能分析,该型电源在增强型电磁轨道发射系统中具备工程可行性。 展开更多

关键词 电磁发射 电容储能 脉冲功率电源 无电抗器 导通时延抖动

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触发管型气体开关导通时延的分析及估算 被引量：4

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作者 李黎 蔡礼 +3 位作者 鲍超斌 齐向东 林福昌 潘垣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期174-180,207,共7页

触发管型三电极气体开关导通时延的分析估算对于开关工程设计具有重要意义。结合近年来国内外对触发管型气体开关放电物理机制的研究进展,利用电子崩–流注理论分析解释了触发管气体开关主间隙的击穿过程,由Raether击穿判据推导了以空... 触发管型三电极气体开关导通时延的分析估算对于开关工程设计具有重要意义。结合近年来国内外对触发管型气体开关放电物理机制的研究进展,利用电子崩–流注理论分析解释了触发管气体开关主间隙的击穿过程,由Raether击穿判据推导了以空气为绝缘介质的触发管型气体开关导通时延的数值计算模型,并制作了一个触发管型气体开关及其触发装置进行验证性实验。仿真和实验结果的比较表明:Raether判据可用于判定快、慢导通机制的发生;高欠压比和低欠压比下,计算模型能够正确地反映出触发管型气体开关的导通时延特性,而且符合理论研究中的慢触发和快触发机制特点;触发间隙的击穿在中等欠压比值下,对促进主间隙流注的形成有作用,导致实测导通时延减小。分析计算模型可作为触发管型气体开关设计的参考依据。 展开更多

关键词 导通时延 触发管开关 气体间隙 流注

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触发型3电极开关导通时延分析与数值计算 被引量：3

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作者 蔡礼 蔡芸 +3 位作者 林福昌 李黎 齐向东 鲍超斌 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期727-732,共6页

为提供触发型3电极开关导通时延定量分析估算的辅助方法,基于电子崩发展和流注理论推导了导通时延的数值计算模型。模型中,用场强是否满足Raether击穿判据中形成流注的条件来解释不同导通机制下开关的击穿。为验证该导通时延模型,研制了... 为提供触发型3电极开关导通时延定量分析估算的辅助方法,基于电子崩发展和流注理论推导了导通时延的数值计算模型。模型中,用场强是否满足Raether击穿判据中形成流注的条件来解释不同导通机制下开关的击穿。为验证该导通时延模型,研制了1个3电极开关,测试了其导通性能,并讨论了不同工作参数对其导通时延的影响。典型实验结果为在高的欠压比条件下更容易使开关工作在直接导通模式下。此外,实验与仿真结果表明,时延曲线可由2个欠压比拐点划分为3个区域。第1个拐点是开关导通进入可靠击穿的欠压比下限值,第2个拐点则为开关导通机制转化的拐点值。研究结果表明,基于开关的工作可靠性考虑,开关工作欠压比的合理范围是0.5～0.7,可作为触发型气体开关设计的参考依据。 展开更多

关键词 导通时延 触发型3电极开关 欠压比 流注 导通机制 数值计算

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场击穿式TVS时延特性的测量与分析 被引量：12

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作者 夏胜国 董曼玲 +2 位作者 何俊佳 潘垣 张汉明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期167-170,178,共5页

触发真空开关(TVS)是脉冲功率技术中的重要控制元件,为满足对TVS时延及可靠性等提出的更高要求,研究了场击穿式TVS时延特性。时延分为触发时延和导通时延两部分,时延及其分散性主要受主间隙电压、触发能量和主电极极性配置等因素的影响... 触发真空开关(TVS)是脉冲功率技术中的重要控制元件,为满足对TVS时延及可靠性等提出的更高要求,研究了场击穿式TVS时延特性。时延分为触发时延和导通时延两部分,时延及其分散性主要受主间隙电压、触发能量和主电极极性配置等因素的影响。实验研究表明,极性配置对TVS时延特性有很大的影响,主间隙电压为正,TVS可靠性高且存在一个稳定工作区域,在这个稳定工作区内,主间隙电压对其触发时延影响不大,且触发能量增大能改善TVS时延特性。 展开更多

关键词 场击穿 真空触发开关 极性配置 触发时延 导通时延 时延分散性

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场击穿型真空触发开关控制器设计及时延特性 被引量：9

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作者 廖敏夫 邹积岩 +1 位作者 段雄英 赵纯 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期45-47,68,共4页

开关元件是脉冲功率系统的核心元件之一,也是主要的技术瓶颈。真空触发开关作为能量的快速关合(释放)开关,是近年来非常有发展潜力脉冲功率开关器件。提出了一种新的场击穿型真空触发开关控制器的研制思路,并通过实验研究,获得控制器的... 开关元件是脉冲功率系统的核心元件之一,也是主要的技术瓶颈。真空触发开关作为能量的快速关合(释放)开关,是近年来非常有发展潜力脉冲功率开关器件。提出了一种新的场击穿型真空触发开关控制器的研制思路,并通过实验研究,获得控制器的触发能量与触发时延、触发分散性的关系,可以指导高性能真空触发开关控制器的设计与应用。主触发点火回路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲,使真空触发开关导通时间的分散性被控制<2μs。触发控制回路采用光发射器和光接收器作执行元件,抗干扰能力增强,消除了级间互扰造成的误触发。光发射器和光接收器之间采用光纤连接,实现高压触发部分和低压控制部分的隔离。控制器的触发能量灵活可调,实验研究表明,真空触发开关的导通时延和时延分散性随控制器提供的触发能量的增加而迅速减小。在触发能量为1.6 J时,导通时延可缩小为15.57μs,时延分散性可达1.358μs。 展开更多

关键词 真空触发开关 控制器 导通时延 时延分散性 场击穿

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多棒极型触发真空开关触发特性 被引量：7

6

作者 李化 龙兆芝 +4 位作者 林福昌 胡晓斌 何正浩 李文婷 王蕾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期61-67,共7页

主要研究多棒极型触发真空开关(TVS)的触发特性及其影响因素。研究表明,真空开关的触发时延主要由导通时延决定,增加触发电流的幅值和陡度(di/dt)可减小TVS的导通时延及其分散性。脉冲变压器直接触发TVS,可通过减小变压器漏感、提高触... 主要研究多棒极型触发真空开关(TVS)的触发特性及其影响因素。研究表明,真空开关的触发时延主要由导通时延决定,增加触发电流的幅值和陡度(di/dt)可减小TVS的导通时延及其分散性。脉冲变压器直接触发TVS,可通过减小变压器漏感、提高触发电容的充电电压或增加触发电容电容量来降低导通时延及其分散性,但触发电容增加到一定值后对增加触发能量无帮助,没有必要继续增加。变压器直接触发方式可使导通时延减小至4μs左右,但分散性较大,且存在较小的触发回路电流导致的触发极熄弧现象。在脉冲变压器直接触发回路的基础上设计并研究了两种改进的触发回路:一种为脉冲变压器匹配续流回路,TVS导通时,通过续流回路的充电电容续流可使触发电流达kA级,导通时延减小至2～4μs,由于回路结构复杂,受到杂散参数影响,触发电流的幅值和陡度受到限制;一种为改进的触发回路,在触发极和阴极两端直接并接电容,导通时延可保持在1μs之内。最后研究并确定了并接电容选取依据和取值区间;对触发电压较小的TVS可在并接电容和触发极之间串联间隙,增大电容的充电电压和触发极能量,达到TVS可靠、精确触发的目的。 展开更多

关键词 触发真空开关 触发电流 漏感 续流回路 导通时延

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平面圆盘型激光触发真空开关触发机制研究 被引量：8

7

作者 毛晓坡 何正浩 +4 位作者 王英 樊文芳 林华中 宋思齐 谈发力 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期87-90,共4页

高压强流脉冲开关是脉冲功率技术的重要控制单元,触发真空开关(Triggered Vacuum Switch,TVS)具有通流容量大,介质恢复速度快、欠压比小等特点,但它存在导通时延长、抖动大、容易误触发等问题。设计了长间隙激光触发真空开关(Laser Trig... 高压强流脉冲开关是脉冲功率技术的重要控制单元,触发真空开关(Triggered Vacuum Switch,TVS)具有通流容量大,介质恢复速度快、欠压比小等特点,但它存在导通时延长、抖动大、容易误触发等问题。设计了长间隙激光触发真空开关(Laser Triggered Vacuum Switch,LTVS),LTVS的导通机制涉及激光烧蚀,激光照射目标材料,参与导电的物质有原子、离子、自由电子和微粒。当LTVS间隙距离为12 mm、耐受电压为30 k V时,为保证LTVS可靠导通,使用激光能量为50 m J,激光波长为1 064 nm,距离阴极端面为0 mm时,LTVS的导通时延为1μs,抖动时延为50 ns,由于激光的能量稳定,保证了LTVS的抖动时延小。使用激光触发的方式,可以缩短导通时延,隔离电磁干扰,消除开关的误触发现象。 展开更多

关键词 激光触发真空开关 目标电极 触发机制 导通时延 抖动时延

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激光触发真空开关极性配置特性的研究 被引量：3

8

作者 何正浩 魏良才 +4 位作者 毛晓坡 王英 林华中 罗亚运 黄倩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期215-219,共5页

简单介绍了激光触发真空开关(Laser Triggered Vacuum Switch——LTVS)的基本结构和工作原理,对初始等离子体的产生和扩展所涉及的物理过程进行详细地分析,并对其工作在不同的极性配置方式下开展了一系列实验。主要研究LTVS在不同极性... 简单介绍了激光触发真空开关(Laser Triggered Vacuum Switch——LTVS)的基本结构和工作原理,对初始等离子体的产生和扩展所涉及的物理过程进行详细地分析,并对其工作在不同的极性配置方式下开展了一系列实验。主要研究LTVS在不同极性配置方式下的导通时延大小及其分散性的关系,从而为LTVS的结构优化设计提供理论依据。实验验证了LTVS在正极性配置下的工作可靠性高、时延小,当工作在正极性配置下,有利于阴极斑点的形成,减小导通时延及其分散性,提高其可靠性,说明了等离子体的扩展过程实际上是近阴极区等离子体鞘层的增长过程。 展开更多

关键词 激光触发真空开关 极性配置模式 导通时延 抖动时延 初始等离子体

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真空触发开关触发回路研究 被引量：1

9

作者 姚文俊 何正浩 王蕾 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2012年第12期58-60,共3页

目前真空触发开关(TVS)触发源技术多为脉冲变压器或者汽车点火线圈作为触发能量转换器件,该触发源的特点是触发可靠、装置简单,但由于存在能量损耗,触发电压陡度不高,导通时延和陡度较大,触发准确度只能达到微秒级。对现有的触发回路进... 目前真空触发开关(TVS)触发源技术多为脉冲变压器或者汽车点火线圈作为触发能量转换器件,该触发源的特点是触发可靠、装置简单,但由于存在能量损耗,触发电压陡度不高,导通时延和陡度较大,触发准确度只能达到微秒级。对现有的触发回路进行改进,重新设计触发回路,对间接和直接触发方式的触发能量、导通时延和抖动分析。结果表明,直接触发优于间接触发,导通时延和抖动从μs级降为ns级。 展开更多

关键词 真空触发开关 触发回路 直接触发 间接触发 触发能量 导通时延

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无电抗器电容储能型脉冲功率电源 被引量：2

10

作者 叶文怡 徐伟东 +2 位作者 付荣耀 徐蓉 严萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1564-1570,共7页

电容储能型脉冲功率电源是目前特种直线电机系统主要选用的电源类型。现阶段脉冲功率电源小型化、轻量化的研究均着重于提升各器件的自身性能,短期内难以实现储能密度的大幅提升。该文针对感性负载开展无电抗器电容储能型脉冲功率电源研... 电容储能型脉冲功率电源是目前特种直线电机系统主要选用的电源类型。现阶段脉冲功率电源小型化、轻量化的研究均着重于提升各器件的自身性能,短期内难以实现储能密度的大幅提升。该文针对感性负载开展无电抗器电容储能型脉冲功率电源研究,进一步提高电源的小型化、轻量化指标,推导和研究晶闸管导通时延抖动所带来的影响,分析该型电源安全运行的触发方式与匹配负载,并通过试验进行对比和验证。结果表明:无电抗器电容储能型脉冲功率电源可提升储能密度,具备小型化和轻量化的潜力;同步触发是实现无电抗器电容储能型电源系统可靠运行的条件,需要重点关注该型电源工作的抖动性;通过理论和实验,分析和验证了抖动对该型电源所带来的影响,具有指导意义。 展开更多

关键词 电容储能型脉冲功率电源 小型化 轻量化 导通时延抖动 无电抗器

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电晕稳定开关性能的初步研究 被引量：2

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作者 徐国美 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期41-42,共2页

为满足高重复频率脉冲功率技术需要 ,在传统火花开关的基础上设计了一种结构和运行方式都相对简单的可重复运行的电晕稳定气体火花开关 ,介绍了它的原理、结构。初步实验结果表明它动作时间短 ,触发时延 <1μs。

关键词 电晕稳定开关 触发特性 导通时延 高电压 绝缘

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