納秒級高壓高重復(fù)頻率脈沖發(fā)生器的研制.pdf

1、等離子體發(fā)生器、準(zhǔn)分子激光器、激光武器等需要一種能夠產(chǎn)生納秒級高壓高重復(fù)頻率脈沖的電源。本課題對一臺高壓高頻逆變電源輸出的正弦電壓進行處理，將其設(shè)計成一臺納秒級高壓高重復(fù)頻率的脈沖電源。其應(yīng)用于介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生高能密度的低溫等離子體，為飛機隱身機理研究提供主要能源。介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生等離子體的效果直接與電源輸出的脈沖波形相關(guān)，電壓、頻率越高、脈沖上升前沿時間越快，放電效果越好。根據(jù)這個特點，我們設(shè)計了一種高功率脈沖電源。該電源輸出脈沖電壓

2、峰值2～13kV，可調(diào)；重復(fù)頻率5～15kHz，可調(diào)；脈沖上升前沿400ns～1000ns。本設(shè)計結(jié)合了電力電子技術(shù)和脈沖功率技術(shù)，提出了一種設(shè)計高壓、重復(fù)頻率和陡前沿脈沖發(fā)生器的新方法，分兩步來實現(xiàn)電源三個方面的指標(biāo)要求。首先由一臺運用電力電子技術(shù)設(shè)計的高頻逆變電源輸出電壓幅值和頻率可調(diào)的方波，通過高頻變壓器升壓后，其空載輸出正弦電壓0～20kV；頻率5～25kHz。然后運用脈沖功率技術(shù)，通過由電容器和磁開關(guān)等組成的脈沖陡化電路對正弦

3、電壓波形進行改形，最后輸出納秒級上升前沿、高重復(fù)頻率的高壓脈沖。本文對這種高功率脈沖電源的工作原理，設(shè)計方法做了詳細(xì)的介紹；對電路各部分如高頻逆變電源、高頻變壓器、陡化電路、磁開關(guān)等的原理和設(shè)計都做了詳細(xì)的分析；建立了電路的PSPICE仿真模型，進行了仿真計算；對電源電路系統(tǒng)各個部分的輸入輸出特性做了系統(tǒng)的試驗研究和分析，給出了試驗數(shù)據(jù)和波形；對仿真結(jié)果和試驗結(jié)果作了比較分析，找出了電路的運行規(guī)律。該電源經(jīng)過了測試，達到了預(yù)期的指標(biāo)，運