沿面擊穿型高壓開關(guān)觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、脈沖功率技術(shù)起源于上世紀(jì)60年代，它將小功率的能量存儲起來，經(jīng)快速壓縮和轉(zhuǎn)換，再釋放給負(fù)載。所以開關(guān)是脈沖功率系統(tǒng)的一個重要組成部分，其電氣參數(shù)和特性將直接影響輸出波形的時延、幅值、脈寬等。本文所研究的沿面擊穿型高壓開關(guān)具有自擊電壓高、通流大、轉(zhuǎn)移電荷能力強(qiáng)、導(dǎo)通時延短且分散性小、等效電感和電阻小、壽命長、體積小等特點(diǎn)?？刂七@類開關(guān)需要陡的脈沖上升沿和較大的觸發(fā)電流，所以具有良好輸出特性的觸發(fā)系統(tǒng)是精確控制開關(guān)導(dǎo)通的必要前提。
　

2、　 本文從沿面擊穿型開關(guān)的觸發(fā)要求出發(fā)，研究了基于閉合磁環(huán)脈沖變壓器的觸發(fā)系統(tǒng)。以脈沖變壓器的電磁參數(shù)理論為基礎(chǔ)，通過理論分析、仿真計(jì)算和試驗(yàn)研究，分析了變壓器副邊并聯(lián)電容時各參數(shù)對二次側(cè)電容電壓波形的影響，同時為減小漏感，變壓器繞組采用同軸結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)并制作了高壓脈沖變壓器，確定了變壓器各部分的材料、尺寸、形狀和絕緣處理措施。
　　 在觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，通過對沿面擊穿型高壓開關(guān)觸發(fā)方式理論分析，以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出了觸發(fā)電流對沿

3、面擊穿型高壓開關(guān)的時延和時延抖動的影響。增大觸發(fā)電流以及電流上升率可有效減小時延和時延抖動。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)開關(guān)的觸發(fā)要求，設(shè)計(jì)了一套輸出性能較好、體積小巧的觸發(fā)系統(tǒng)。輸出脈沖電壓10kV、觸發(fā)電流大于600A，上升時延小于400ns，最后封裝在110×275×250mm3的金屬箱內(nèi)，工作壽命達(dá)到了20000次以上。
　　 該觸發(fā)系統(tǒng)成功應(yīng)用于三電極氣體開關(guān)和真空觸發(fā)開關(guān)中。其中三電極氣體開關(guān)觸發(fā)電壓在8~10kV，觸發(fā)電流達(dá)6