冷陰極閘流管同步應(yīng)用研究.pdf

1、本文簡(jiǎn)述了脈沖功率技術(shù)發(fā)展歷程和需求背景，引出了直線變壓器驅(qū)動(dòng)源(LTD)技術(shù)，綜述了國(guó)內(nèi)外在此方面的研究現(xiàn)狀，并探討了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析論述了直線變壓器驅(qū)動(dòng)源中的關(guān)鍵技術(shù)之一：開(kāi)關(guān)及其同步觸發(fā)技術(shù)。本文首先從理論方面分析了選用的TPI系列偽火花開(kāi)關(guān)的工作機(jī)理，在此基礎(chǔ)上對(duì)其觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 理論研究方面，先是分析了氣體開(kāi)關(guān)放電機(jī)理及物理過(guò)程，在此過(guò)程上重點(diǎn)對(duì)冷陰極閘流管的工作過(guò)程及其

2、特點(diǎn)進(jìn)行了分析研究，在此基礎(chǔ)上綜述了現(xiàn)有TPI系列偽火花開(kāi)關(guān)的觸發(fā)技術(shù)，重點(diǎn)分析了各種觸發(fā)技術(shù)存在的問(wèn)題以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最后結(jié)合本文的實(shí)際工作應(yīng)用要求選用雙脈沖加直流預(yù)電離的觸發(fā)方案，該觸發(fā)方式可獲得開(kāi)關(guān)的低抖動(dòng)特性，同時(shí)可以保證開(kāi)關(guān)最大工作壽命及電流上升速度。
　　 設(shè)計(jì)研究方面，本文的重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)觸發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的同時(shí)具有低抖動(dòng)、小型化的特征。設(shè)計(jì)的觸發(fā)系統(tǒng)使用倍壓電路實(shí)現(xiàn)1800V高壓輸出，用于提供開(kāi)關(guān)的直流預(yù)電離電

3、流，能有效降低功耗及減小體積；利用超快速IGBT具有可控性高、速度快、抖動(dòng)低的優(yōu)點(diǎn)，將其作為脈沖電路的主開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)系統(tǒng)的低抖動(dòng)穩(wěn)定工作，測(cè)試表明輸出觸發(fā)脈沖前沿26ns，延遲時(shí)間抖動(dòng)約1ns。為保證TPI1-10k/50型開(kāi)關(guān)具有良好的工作性能，要求觸發(fā)系統(tǒng)的主脈沖和輔助脈沖延遲時(shí)間約為800ns，本文利用單穩(wěn)電路實(shí)現(xiàn)了該時(shí)間可在800±100ns內(nèi)調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)精確可達(dá)到1ns。研制的觸發(fā)系統(tǒng)可以同時(shí)觸發(fā)兩路開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)系統(tǒng)

4、的緊湊化，同時(shí)并能抑制柵極尖峰電壓防止其返回觸發(fā)器內(nèi)部電路。
　　 實(shí)驗(yàn)研究方面，基于研制的觸發(fā)系統(tǒng)對(duì)冷陰極型TPI1-10k/50閘流管的抖動(dòng)特性開(kāi)展研究，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)氫加熱電壓、直流預(yù)電離電流、觸發(fā)脈沖電流、以及陽(yáng)極電壓的調(diào)試，分析研究了觸發(fā)參數(shù)對(duì)開(kāi)關(guān)延遲時(shí)間、抖動(dòng)等觸發(fā)特性的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上給出了TPI1-10k/50閘流管的最佳觸發(fā)條件。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明基于本文研制的觸發(fā)系統(tǒng)，TPI1-10k/50閘流管在工作電壓40k