脈沖功率技術(shù)是國(guó)防科技和高新技術(shù)研究的重要技術(shù)基礎(chǔ),廣泛地應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,例如脈沖雷達(dá)、時(shí)間展寬分幅相機(jī)、慣性約束聚變等等。目前,脈沖功率技術(shù)正朝著電壓幅值高、電流峰值大、脈沖寬度窄、重復(fù)頻率高和體積小的方向發(fā)展。Marx發(fā)生器是一種產(chǎn)生高功率脈沖的裝置,具有電壓輸出幅度高、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的特點(diǎn),因而越來(lái)越多地被應(yīng)用于脈沖功率技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)中。功率型MOSFET具有開關(guān)速度快、重復(fù)頻率高、熱穩(wěn)定性好、體積小和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),常常作為Marx發(fā)生器的開關(guān)管。由于單個(gè)功率型MOSFET允許的最大漏源極電壓有限,采用單個(gè)功率型MOSFET研制的脈沖發(fā)生器無(wú)法滿足產(chǎn)生數(shù)千伏高壓脈沖的要求。雖然采用磁感應(yīng)疊加原理研制的超快高壓脈沖發(fā)生器輸出的脈沖電壓幅度可到數(shù)千伏甚至數(shù)萬(wàn)伏,但是脈沖發(fā)生器的體積龐大。本論文采用串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)結(jié)合Marx電路結(jié)構(gòu)研制脈沖發(fā)生器,不僅脈沖輸出幅度能滿足要求,還大大減小了體積。本篇論文主要圍繞負(fù)高壓超快脈沖發(fā)生器做了以下工作:1)通過對(duì)比調(diào)制開關(guān)幾種組合形式的優(yōu)缺點(diǎn),確定串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)結(jié)合Marx電路結(jié)構(gòu)作為本論文的實(shí)驗(yàn)方案。2)分析高速脈沖的傳輸特性、功率型MOSFET串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)和Marx發(fā)生器結(jié)構(gòu),以及削波器的工作原理。3)利用仿真軟件OrCAD PSpice 16.3分別對(duì)一級(jí)、二級(jí)和六級(jí)Marx高壓脈沖發(fā)生器與削波器進(jìn)行模擬仿真,六級(jí)Marx高壓脈沖發(fā)生器可獲得峰值電壓為-8.7kV、前沿時(shí)間為10.8ns、脈沖寬度為105ns的輸出脈沖,驗(yàn)證了對(duì)它們的原理分析。4)在不同直流電壓、輸出電容和輸出電阻的條件下,測(cè)量一級(jí)和二級(jí)Marx高壓脈沖發(fā)生器的輸出結(jié)果,并總結(jié)影響脈沖發(fā)生器輸出結(jié)果的規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,調(diào)試并研制六級(jí)Marx高壓脈沖發(fā)生器。六級(jí)Marx高壓脈沖發(fā)生器在直流電源輸出的直流電壓為1.6kV、輸出電容為22nF、輸出電阻為500Ω的條件下,可以在六級(jí)Marx高壓脈沖發(fā)生器的輸出端得到峰值電壓為-6.84kV、前沿時(shí)間為9.2ns的負(fù)高壓脈沖。
【學(xué)位單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN782
【部分圖文】：

脈沖功率技術(shù)示意圖

圖 1-1 脈沖功率技術(shù)示意圖生器的基本結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示，包括充電電源、限流器件、調(diào)器件、保護(hù)電路跟輸出負(fù)載。其中，充電電源、調(diào)制開關(guān)、限充電回路；儲(chǔ)能器件、調(diào)制開關(guān)跟輸出負(fù)載構(gòu)成了放電回路；包括預(yù)調(diào)器件跟保護(hù)電路等等。

管作為開關(guān)管的調(diào)制器等；若觸發(fā)信號(hào)只可以控制調(diào)制器調(diào)制器稱為軟性調(diào)制器；變壓器的阻抗會(huì)隨著其儲(chǔ)存的磁儲(chǔ)存的磁能達(dá)到飽和時(shí)，其阻抗近乎短路的特性的調(diào)制制器儲(chǔ)能方式的不同，調(diào)制器可以分為：電容式調(diào)制器、調(diào)制器。根據(jù)開關(guān)結(jié)構(gòu)的不同，調(diào)制器分為簧片開關(guān)（re隙（spark gaps）調(diào)制器跟固態(tài)開關(guān)（solid state switches）開關(guān)調(diào)制器是 1936 年由貝爾實(shí)驗(yàn)室的 W·B·Elwood 教授發(fā)明的[6]。它性觸片（簧片）組成的，如圖 1-3 所示。為了保證簧片具有電鍍一層導(dǎo)電材料；同時(shí)，為了保護(hù)簧片的電鍍層不受外真空玻璃管中。有時(shí)為了提高開關(guān)的耐壓值跟上升時(shí)間，
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙鑫;張喬根;白雁力;龍井華;劉軒東;賀元康;;MOSFET在感應(yīng)疊加型高壓雙方波脈沖發(fā)生裝置中的應(yīng)用[J];高電壓技術(shù);2015年12期

2 趙鑫;張東方;劉進(jìn)元;;一種納秒前沿的負(fù)高壓脈沖產(chǎn)生電路[J];深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2014年01期

3 鄒曉兵;朱宏林;曾乃工;王新新;;納秒級(jí)高壓快脈沖發(fā)生器的研制[J];高電壓技術(shù);2011年03期

4 蔡厚智;劉進(jìn)元;;超快脈沖電路的研制及應(yīng)用[J];深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2010年01期

5 王欣;;高壓場(chǎng)效應(yīng)管納秒級(jí)雙快沿脈沖源研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2009年02期

6 劉鑫;劉進(jìn)元;楊方;張鳳霞;;基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的高壓電脈沖產(chǎn)生技術(shù)[J];強(qiáng)激光與粒子束;2008年12期

7 鄧桃;吳廣寧;周凱;吳建東;;一種納秒級(jí)高壓脈沖發(fā)生器的研制[J];高壓電器;2007年02期

8 楊國(guó);李興國(guó);;W波段雪崩管窄脈沖調(diào)制器的研究[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2006年11期

9 譚堅(jiān)文,石立華,李炎新,張力群,謝彥召;快前沿納秒高壓脈沖源的開發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究[J];強(qiáng)激光與粒子束;2004年11期

10 劉進(jìn)元,山冰;半寬度為300ps超快高壓電脈沖的產(chǎn)生與研究[J];電子學(xué)報(bào);1999年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李冰;Marx高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2015年

2 廖榮輝;大功率高頻高壓開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究[D];西安理工大學(xué);2006年

3 楊平;納秒級(jí)高壓高重復(fù)頻率脈沖發(fā)生器的研制[D];華中科技大學(xué);2005年

4 張文利;高壓大功率開關(guān)電源技術(shù)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2003年

本文編號(hào)：2836286