脈沖功率技術廣泛應用于軍事、環(huán)境保護、生物技術等領域,比如脫硫脫硝、脈沖殺菌、激光管驅(qū)動、陰極射線管掃描電路等。傳統(tǒng)脈沖電源的主放電開關主要以真空弧光放電管、氫閘流管、火花隙為主,存在成本高、壽命短、外圍電路復雜等缺點。隨著電力電子技術的發(fā)展,功率MOSFET和IGBT的性能越來越高,眾多研究學者利用MOSFET或IGBT串并聯(lián)組成高壓固態(tài)開關替代傳統(tǒng)放電開關,進而設計出納秒級上升沿的高重復頻率脈沖發(fā)生器。本文以SiC MOSFET為核心功率器件,設計了一臺納秒級脈沖電源,電源主要技術指標為:輸出脈沖峰值可調(diào)范圍為0³0kV,脈沖重復頻率為10Hz¹kHz可調(diào),最大輸出電流為80A,脈沖上升時間小于100ns。本論文的主要工作如下:設計了納秒脈沖電源的拓撲結(jié)構(gòu),主電路采用三級Marx發(fā)生器結(jié)構(gòu),研究了SiC MOSFET串聯(lián)開關的靜態(tài)和動態(tài)電壓不均衡機制,給出了影響SiC MOSFET串聯(lián)均壓的關鍵因素。針對靜態(tài)均壓電路的特性,明確了均壓電阻的設計方法,對于動態(tài)均壓電路,采用負載側(cè)RCD電路作為均壓措施,并確定了相應參數(shù)的選取依據(jù)。對比分析了... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及研究意義
    1.2 納秒脈沖電源的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)開關型納秒脈沖電源
        1.2.2 高性能開關型納秒脈沖電源
    1.3 本文的研究內(nèi)容
2 納秒脈沖電源的主電路設計
    2.1 單相全橋整流電路
    2.2 直流供電電源電路
    2.3 Marx發(fā)生器電路設計
    2.4 納秒脈沖電源主電路仿真
    2.5 本章小結(jié)
3 高壓固態(tài)開關的均壓設計
    3.1 串聯(lián)開關電壓不均衡原因分析
        3.1.1 靜態(tài)電壓不均衡原因分析
        3.1.2 動態(tài)電壓不均衡原因分析
    3.2 均壓電路設計
        3.2.1 靜態(tài)均壓電路設計
        3.2.2 動態(tài)均壓電路設計
    3.3 本章小結(jié)
4 硬件電路設計
    4.1 驅(qū)動電路設計
        4.1.1 正激式驅(qū)動電路
        4.1.2 脈沖變壓器驅(qū)動電路
        4.1.3 半橋驅(qū)動式驅(qū)動方式
        4.1.4 三種驅(qū)動方式對比
    4.2 采樣處理電路設計
    4.3 硬件保護電路設計
    4.4 本章小結(jié)
5 軟件設計及樣機實驗
    5.1 軟件設計
    5.2 樣機實驗
        5.2.1 驅(qū)動電路測試
        5.2.2 針-板反應器帶載測試
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 實驗實物圖
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：2992581