變磁超導(dǎo)斷路開(kāi)關(guān)諧振充電功率脈沖電源研究.pdf

1、電感有比電容高得多的儲(chǔ)能密度，發(fā)展電感式功率脈沖電源有著誘人的前景，斷路開(kāi)關(guān)、快速充電、提高效率是這類(lèi)電源技術(shù)的發(fā)展的三大瓶頸。采用超導(dǎo)技術(shù)可有效提高電源的效率，與超導(dǎo)電感儲(chǔ)能電源一體化的斷路開(kāi)關(guān)、斷路開(kāi)關(guān)的快速性及大阻抗變化特性、相關(guān)的材料技術(shù)和電源整體技術(shù)的發(fā)展完善，都是亟待解決的課題。
　　本文依據(jù)高溫超導(dǎo)材料的特性和發(fā)展現(xiàn)狀指出傳統(tǒng)變阻式超導(dǎo)斷路開(kāi)關(guān)的局限性，設(shè)計(jì)了一種基于邁斯納效應(yīng)的激光觸發(fā)變磁超導(dǎo)斷路開(kāi)關(guān)，文中首先進(jìn)行

2、它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，說(shuō)明其基于邁斯納效應(yīng)的工作原理及進(jìn)行影響斷路性能的因素分析。之后對(duì)超導(dǎo)薄膜失超前后開(kāi)關(guān)內(nèi)磁場(chǎng)分布進(jìn)行有限元仿真分析，并動(dòng)態(tài)地模擬了耦合電感次級(jí)所獲得的脈沖電流輸出。
　　文中設(shè)計(jì)了一種電容電感儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換、高壓脈沖變壓器輸出的電感式功率脈沖電源，以固態(tài)開(kāi)關(guān)模擬超導(dǎo)開(kāi)關(guān)，在脈沖變壓器初級(jí)電流最大時(shí)斷路，實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮。為了提高電源的重復(fù)頻率，設(shè)計(jì)了LCC逆變充電器，借助充電電容等效為電壓源的方法分析逆變器的工作原理，并給出器

3、件選取原則和參數(shù)計(jì)算方法；接著分析了電容充電和向脈沖變壓器放電的過(guò)程，說(shuō)明放電電流最大時(shí)斷路獲取負(fù)載側(cè)陡前沿高壓窄脈沖的工作過(guò)程，并對(duì)變負(fù)載輸出特性進(jìn)行了分析；文中還設(shè)計(jì)和仿真分析了降壓式的末級(jí)輸出電路，以獲取陡前沿大電流窄脈沖輸出，滿足電流放電效應(yīng)的應(yīng)用需求。
　　整體硬件設(shè)計(jì)以PIC18F458為主控制器，以專(zhuān)用電路驅(qū)動(dòng)IGBT逆變開(kāi)關(guān)和后級(jí)斷路開(kāi)關(guān)，選取磁芯進(jìn)行諧振電感和脈沖變壓器設(shè)計(jì)，按控制器、LCC諧振逆變、電容充電和向