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高功率Tesla变压器次级绝缘结构电场分析与设计
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作者 蔡宛辰 金童 +2 位作者 沈骏峰 王佳栋 江进波 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期84-91,共8页
高功率Tesla变压器在脉冲功率技术领域应用广泛,但其次级线圈处于非均匀电场中,线圈匝间电压分布不均,容易导致匝间绝缘击穿。文中设计了一台双磁心Tesla变压器,利用有限元法建立次级线圈的电场仿真模型,分析其匝间的电场分布情况。针... 高功率Tesla变压器在脉冲功率技术领域应用广泛,但其次级线圈处于非均匀电场中,线圈匝间电压分布不均,容易导致匝间绝缘击穿。文中设计了一台双磁心Tesla变压器,利用有限元法建立次级线圈的电场仿真模型,分析其匝间的电场分布情况。针对匝间电压分布不均问题,提出次级线圈首尾两端双线并绕及增加屏蔽环来改善电场分布的措施,使最大场强小于微小油间隙的击穿场强,确保变压器次级线圈的绝缘安全。通过仿真分析发现首尾两端并绕可改善电场分布,但并绕匝数不宜过多。高压端增加屏蔽环后,场强分布更加均匀,最大场强下降62.9%,且最大场强远低于脉冲条件下的油间隙击穿场强,能够满足绝缘设计要求。 展开更多
关键词 高功率tesla变压器 电场分布 双线并绕 屏蔽环 绝缘设计
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双路输出超宽谱高功率微波驱动源Tesla变压器 被引量:7
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作者 石磊 樊亚军 +7 位作者 周金山 朱郁丰 朱四桃 刘锋 易超龙 刘胜 夏文锋 曹雨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1751-1754,共4页
为实现2×5GW级双路输出超宽谱高功率微波驱动源的小型化,选择研制了一种与双筒脉冲形成线(Blumlein线)相配一体化的带有开路磁芯的Tesla变压器,作为初级脉冲功率源。进行了Tesla变压器的理论分析,利用简化的磁路模型研究了Tesla变... 为实现2×5GW级双路输出超宽谱高功率微波驱动源的小型化,选择研制了一种与双筒脉冲形成线(Blumlein线)相配一体化的带有开路磁芯的Tesla变压器,作为初级脉冲功率源。进行了Tesla变压器的理论分析,利用简化的磁路模型研究了Tesla变压器初次级线圈电感等电参数的估算方法,给出了Tesla变压器磁芯截面的估算和磁芯制作方法。该Tesla变压器最大输出电压880kV,充电时间约20μs,耦合系数约0.95,实验结果与理论设计相符。 展开更多
关键词 tesla变压器 超宽谱功率微波 线圈 开路磁芯
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带磁芯的高功率带绕式脉冲变压器的初步研究 被引量:5
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作者 刘金亮 李士忠 +3 位作者 杨建华 冯加怀 周相 殷毅 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1736-1740,共5页
对高功率带绕式脉冲变压器磁芯的设计进行了初步考虑,从理论上分析了在高功率带绕式空芯脉冲变压器中加入部分磁芯对变压器内部电磁场分布及耦合系数的影响。理论分析和实验结果均表明:磁芯对高功率带绕式脉冲变压器耦合系数的提高有显... 对高功率带绕式脉冲变压器磁芯的设计进行了初步考虑,从理论上分析了在高功率带绕式空芯脉冲变压器中加入部分磁芯对变压器内部电磁场分布及耦合系数的影响。理论分析和实验结果均表明:磁芯对高功率带绕式脉冲变压器耦合系数的提高有显著作用,并能改善变压器内部的电磁场分布;设计的高功率带绕式脉冲变压器耦合系数可达0.88,与相同结构尺寸的带绕式空芯脉冲变压器相比,耦合系数提高10%。 展开更多
关键词 磁芯 功率 脉冲变压器 耦合系数
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重复频率直线变压器在长脉冲高功率源中的应用 被引量:5
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作者 向飞 谭杰 +3 位作者 王淦平 罗敏 曹绍云 康强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2497-2500,共4页
在初级脉冲整形的基础上,利用快直线变压器技术,可以使长脉冲高功率微波驱动源的结构紧凑并实现模块化。为此着重分析了直线变压器的传输效率,研究了导致系统输出波形畸变的主要因素。通过工程实验,取得了功率数GW、重复频率25 Hz、前沿... 在初级脉冲整形的基础上,利用快直线变压器技术,可以使长脉冲高功率微波驱动源的结构紧凑并实现模块化。为此着重分析了直线变压器的传输效率,研究了导致系统输出波形畸变的主要因素。通过工程实验,取得了功率数GW、重复频率25 Hz、前沿约40 ns、宽度约160 ns的长脉冲电子束流输出。 展开更多
关键词 长脉冲功率微波驱动源 直线变压器 传输效率 波形畸变
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应用平面磁芯结构的高功率密度整流变压器设计 被引量:1
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作者 王延安 肖登明 陈桂文 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第19期131-136,共6页
为解决高压绝缘致使高频大功率开关电源中整流变压器功率密度不高的问题,通过分析常规结构整流变压器电位分布的不合理因素,提出一种新的变压器磁芯结构。它采用平面磁芯并联磁路构成变压器单元,由不同单元串级连接、层叠布局形成整个... 为解决高压绝缘致使高频大功率开关电源中整流变压器功率密度不高的问题,通过分析常规结构整流变压器电位分布的不合理因素,提出一种新的变压器磁芯结构。它采用平面磁芯并联磁路构成变压器单元,由不同单元串级连接、层叠布局形成整个变压器磁芯。设计实例分析表明,该串级式层叠平面磁芯变压器的电位分布有利于提高整流变压器的功率密度,且比常规结构整流变压器的功率密度有显著提高。 展开更多
关键词 平面磁芯 功率密度 整流变压器
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高功率脉冲变压器铁心的研究 被引量:3
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作者 冯荣琼 王永荣 +1 位作者 孙广生 张适昌 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 1992年第3期51-56,共6页
本文针对用于磁脉冲压缩器中的高功率脉冲变压器铁心问题,探讨了它的结构参数及其材料选择原则,为设计打下良好基础,同时也为研究其它脉冲变压器和磁开关的铁心提供参考。
关键词 功率 脉冲变压器 铁心
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可用于变压器测试的高精度功率分析仪WT3000T
7
《电子测量技术》 2013年第6期130-131,共2页
横河WT3000T是一款高精度功率分析仪,专门针对电力变压器行业的测试需求。在畅销机型WT3000的基础之上,WT3000T将卓越的测量精度和长期稳定性完美结合,可以在低功率因数下执行测量,这正是变压器制造商要挑战的测量领域。
关键词 变压器行业 功率分析仪 测试需求 精度 测量精度 长期稳定性 功率因数 制造商
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炼钢电弧炉高功率变压器的低功率使用
8
作者 郝永林 《冶金能源》 1995年第1期64-64,F003,共2页
就炼钢电弧炉提高变压器功率后其供电曲线与节电之间的关系进行了系统分析,提出不同冶炼时期电弧热利用率不同,输入炉内的电功率也应随之进行调整。一座5t炼钢电弧炉,通过改造使变压器扩容后,加之供电曲线选择适当,在其它条件相... 就炼钢电弧炉提高变压器功率后其供电曲线与节电之间的关系进行了系统分析,提出不同冶炼时期电弧热利用率不同,输入炉内的电功率也应随之进行调整。一座5t炼钢电弧炉,通过改造使变压器扩容后,加之供电曲线选择适当,在其它条件相同下,单位电耗降低了104kW·h/t。 展开更多
关键词 炼钢 电弧炉 功率变压器 供电曲线 节电
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紧凑型可重复运行的高功率纳秒脉冲源 被引量:15
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作者 王庆峰 高国强 +2 位作者 张政权 刘庆想 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期956-960,共5页
讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉... 讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉冲宽度为220ns,前沿为50ns的中等高压脉冲。 展开更多
关键词 功率纳秒脉冲源 Marx发生器 脉冲形成线 脉冲形成网络 tesla变压器 直线变压器驱动源 功率开关
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带脉冲形成线的1.0 MV 100Hz紧凑型Tesla变压器的研制 被引量:23
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作者 康强 常安碧 +2 位作者 李名加 孟凡宝 苏友斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期451-454,共4页
介绍了紧凑型Tesla变压器的工作原理和功能特点,在此基础上对电压1.0 MV、重复频率100Hz的Tesla变压器和阻抗40Ω、宽度40 ns的脉冲形成线(PFL)进行了一体化结构设计。用Tesla变压器的两个同轴开环铁芯作为PFL的内外导体,将传统的形成... 介绍了紧凑型Tesla变压器的工作原理和功能特点,在此基础上对电压1.0 MV、重复频率100Hz的Tesla变压器和阻抗40Ω、宽度40 ns的脉冲形成线(PFL)进行了一体化结构设计。用Tesla变压器的两个同轴开环铁芯作为PFL的内外导体,将传统的形成线结合在Tesla变压器中,从而脉冲发生装置具备了体积小、效率高、性能稳定等特点。设计的紧凑型Tesla变压器在CHP01电子束加速器上实现了对600 pF的PFL单次充电电压达到1.3 MV、重复频率100 Hz、平均电压1.15 MV的技术指标,该变压器在其额定电压和频率下的连续运行时间达到5 s以上。 展开更多
关键词 tesla变压器 脉冲功率 脉冲形成线 一体化结构设计
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小型超宽谱高功率微波辐射系统 被引量:6
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作者 朱四桃 王俊杰 +5 位作者 关锦清 周金山 易超龙 郑磊 陈昌华 谢晋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2027-2030,共4页
小型超宽谱高功率微波辐射系统由Tesla型100 kV级ns脉冲源、Peaking-Chopping型亚纳秒气体开关及TEM喇叭天线构成。系统重复运行频率100 Hz,辐射因子rEp值75 kV,主轴辐射场中心频率520MHz,-3 dB频谱范围230~810 MHz。系统集成于一便携... 小型超宽谱高功率微波辐射系统由Tesla型100 kV级ns脉冲源、Peaking-Chopping型亚纳秒气体开关及TEM喇叭天线构成。系统重复运行频率100 Hz,辐射因子rEp值75 kV,主轴辐射场中心频率520MHz,-3 dB频谱范围230~810 MHz。系统集成于一便携箱内,体积为80 cm×50 cm×26 cm,质量约45 kg。该系统结构紧凑,能够快速展开和撤收,可方便用于超宽谱高功率微波应用技术研究。 展开更多
关键词 超宽谱 功率微波 tesla变压器 天线 辐射因子
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紧凑重频Tesla变压器型调制器的实验研究 被引量:5
12
作者 张自成 杨汉武 +5 位作者 张建德 钱宝良 孟志鹏 李达 王松松 曹亦兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1392-1396,共5页
采用所设计的紧凑Tesla变压器型重频调制器,对Tesla变压器子系统和调制器系统在单脉冲和重频两种模式下分别进行了实验研究,并对实验结果进行了分析讨论,结果表明:单脉冲和重频(50 Hz)两种模式下,Tesla变压器给形成线充电的峰值电压分... 采用所设计的紧凑Tesla变压器型重频调制器,对Tesla变压器子系统和调制器系统在单脉冲和重频两种模式下分别进行了实验研究,并对实验结果进行了分析讨论,结果表明:单脉冲和重频(50 Hz)两种模式下,Tesla变压器给形成线充电的峰值电压分别可达380 kV和300 kV,且变压器充电稳定性能高;通过调整气体火花隙主开关的电极间距和工作气压,在调制器单脉冲运行中得到最高输出电压330 kV,脉宽7 ns,上升沿2 ns;在重复频率不超过40 Hz、调制器重频运行小于或等于300个脉冲数时,不需施加冷却系统和吹气系统,大大减小装置的体积和质量;在300个脉冲数以内,随着脉冲数目增加,调制器输出电压的平均值下降,输出电压的不稳定度变小,输出电压下降度增加,并在脉冲数达到50个以上时趋于稳定;随着重复频率增高,调制器输出电压的不稳定度增加,重复频率上升到40 Hz以上时,输出电压的平均值下降较大;调制器重复频率40 Hz下稳定运行输出300个脉冲,输出电压310 kV,电压不稳定度为6%,电压下降度为6%。 展开更多
关键词 功率微波 调制器 tesla变压器 重复频率
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基于Tesla变压器和螺旋线的长脉冲发生器 被引量:12
13
作者 潘亚峰 彭建昌 +1 位作者 宋晓欣 苏建仓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1751-1754,共4页
提出了一种结构紧凑的长脉冲发生器,该发生器的螺旋型形成线包含有磁性材料构成的内导体棒和外屏蔽。形成线通过内置的高耦合Tesla变压器充电,变压器的初级线圈紧靠外磁芯导体,次级线圈位于螺旋中筒和外筒之间。对这种结构的螺旋线进行... 提出了一种结构紧凑的长脉冲发生器,该发生器的螺旋型形成线包含有磁性材料构成的内导体棒和外屏蔽。形成线通过内置的高耦合Tesla变压器充电,变压器的初级线圈紧靠外磁芯导体,次级线圈位于螺旋中筒和外筒之间。对这种结构的螺旋线进行了特征参数的理论计算和波传输数值模拟,并进行了简单的原理验证实验。实验结果表明:这种设计是合理的、可行的。 展开更多
关键词 脉冲功率 螺旋线 tesla变压器 长脉冲发生器
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Tesla变压器次级线圈电位分布 被引量:4
14
作者 张喜波 苏建仓 +3 位作者 彭建昌 宋晓欣 王利民 潘亚峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1575-1579,共5页
为研究Tesla变压器锥形次级线圈的电位和电场分布问题,建立了非均匀参数双传输线模型,采用差分方法获得波动方程的数值解。计算结果表明:脉冲形成线充电过程中,最高场强点从次级线圈小半径端逐渐向大半径端移动;脉冲形成线快速放电后,... 为研究Tesla变压器锥形次级线圈的电位和电场分布问题,建立了非均匀参数双传输线模型,采用差分方法获得波动方程的数值解。计算结果表明:脉冲形成线充电过程中,最高场强点从次级线圈小半径端逐渐向大半径端移动;脉冲形成线快速放电后,次级线圈场强最大点位于大半径端部;脉冲形成线不能正常放电时,次级线圈最大场强点也位于大半径端部,此时场强达到最大值,约为平均场强的1.5倍。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 tesla变压器 次级线圈 电位分布 双传输线模型
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高压强流脉冲变压器 被引量:7
15
作者 李永忠 张建德 +2 位作者 李传胪 刘金亮 李继键 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期110-113,共4页
在脉冲功率调制系统研究中 ,其核心技术之一是脉冲变压器的研制。本文描述了脉冲变压器的技术要求和结构参数设计 ,并给出了实验测试结果 :变压器的初级电感为 3 6μH ,耦合系数为 0 77。当初级输入电压为 60kV时 ,次级输出电压可达到 ... 在脉冲功率调制系统研究中 ,其核心技术之一是脉冲变压器的研制。本文描述了脉冲变压器的技术要求和结构参数设计 ,并给出了实验测试结果 :变压器的初级电感为 3 6μH ,耦合系数为 0 77。当初级输入电压为 60kV时 ,次级输出电压可达到 50 0kV。 展开更多
关键词 脉冲功率调制 脉冲变压器 电压 强电流
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1.5MW高功率连续波PSM电源研制 被引量:5
16
作者 蔡政平 武志勇 李伟松 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期762-768,共7页
为了测试新型高功率速调管,开展了高功率连续波脉冲步迹调制(PSM)高压电源的研制工作。介绍了电源系统的主要指标和工作原理,对电源核心部件多绕组变压器进行了建模仿真并对其分布电容储能情况进行了分析,阐述了PSM模块的设计方法和电... 为了测试新型高功率速调管,开展了高功率连续波脉冲步迹调制(PSM)高压电源的研制工作。介绍了电源系统的主要指标和工作原理,对电源核心部件多绕组变压器进行了建模仿真并对其分布电容储能情况进行了分析,阐述了PSM模块的设计方法和电源控制系统及其控制策略等关键技术问题。描述了速调管快速保护电路的设计和功能,结合熔丝短路试验对保护效果进行了评估。在额定负载条件下,测试了电源输出特性并给出了有关波形,电源输出达到75 k V/20 A,电压纹波<1%,打火保护速度<10μs。试验证明该电源设计合理可靠、运行稳定,可以用于速调管测试。 展开更多
关键词 功率 脉冲步进调制 IGBT 速调管 变压器
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三谐振高压脉冲变压器理论分析与模拟 被引量:4
17
作者 李名加 许州 金晓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1923-1927,共5页
介绍了一种基于空芯变压器的三谐振高压脉冲变压器。通过对三谐振脉冲变压器无损等效电路的理论分析,给出了在回路本征频率为1∶2∶3时,电路各参数的关系及输出电压解析表达式,由此可知在此条件下变压器次级高压绕组上的最大电压与负载... 介绍了一种基于空芯变压器的三谐振高压脉冲变压器。通过对三谐振脉冲变压器无损等效电路的理论分析,给出了在回路本征频率为1∶2∶3时,电路各参数的关系及输出电压解析表达式,由此可知在此条件下变压器次级高压绕组上的最大电压与负载电容上最大电压比为0.36∶1。根据理论结果,设计了一组参数进行了电路模拟,证明了理论分析结果的正确性,可用于三谐振脉冲变压器的设计。并模拟了变压器耦合系数、调谐电感、调谐电容、初级电容及负载电容等参数变化对装置输出电压及能量传输效率的影响。由模拟结果可知,调谐电感和调谐电容在-10%-10%范围,初级电容在0-10%范围以及负载电容在-10%-0范围内变化对装置的性能影响不大,该变压器较容易实现工程化。 展开更多
关键词 功率微波 脉冲功率 三谐振脉冲变压器 空芯变压器 模拟
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一种新型的高功率微波脉冲功率源研究 被引量:1
18
作者 廖旭 任学藻 +1 位作者 周自刚 李正红 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期730-732,共3页
从微波器件角度提出一种新型脉冲功率源,采用脉冲空心变压器技术路线,通过特殊设计,使初级线圈不仅为次级线圈提供变化磁通,也产生脉冲高压,脉冲高压对脉冲形成线充电,然后产生微波器件需要的电子束,同时初级线圈也可以为微波器件提供... 从微波器件角度提出一种新型脉冲功率源,采用脉冲空心变压器技术路线,通过特殊设计,使初级线圈不仅为次级线圈提供变化磁通,也产生脉冲高压,脉冲高压对脉冲形成线充电,然后产生微波器件需要的电子束,同时初级线圈也可以为微波器件提供相应较强的引导磁场,从而实现脉冲功率源同时为微波器件提供电子束和相应的引导磁场。该新型脉冲功率源可以在一定工作范围内较好地提高脉冲功率源的利用效率,尤其是在小型化结构方面更为明显。 展开更多
关键词 脉冲空心变压器 功率微波 形成线 tesla变压器
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一种重复频率的高功率脉冲发生器 被引量:8
19
作者 张嘉生 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期470-472,共3页
介绍了一种由 Tesla 变压器和同轴脉冲形成线组成的高功率、高重复频率的脉冲发生器,其特点是结构紧凑,容易实现小型化。简述了该发生器的结构,论述了基本原理和特性,分析了应用前景。
关键词 功率 重复频率 tesla变压器 脉冲发生器
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长脉冲高功率无箔二极管动力学模拟 被引量:3
20
作者 向飞 李春霞 谭杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期831-835,共5页
从二极管设计基础出发,对高功率无箔二极管动力学特征进行了模拟分析。结果表明:电子回轰必须被隔断,不仅不能让其轰击支撑绝缘体,也不能轰击二极管管壁。在直线变压器长脉冲功率源二极管实验研究中,通过合理设计阴极屏蔽座,获得了重复... 从二极管设计基础出发,对高功率无箔二极管动力学特征进行了模拟分析。结果表明:电子回轰必须被隔断,不仅不能让其轰击支撑绝缘体,也不能轰击二极管管壁。在直线变压器长脉冲功率源二极管实验研究中,通过合理设计阴极屏蔽座,获得了重复频率25 Hz、功率约5 GW、功率传输系数超过95%的环形电子束输出。 展开更多
关键词 直线变压器 长脉冲功率 无箔二极管 电子回流
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