脈沖形成網(wǎng)絡(luò)是一種通過脈沖調(diào)制產(chǎn)生脈沖功輸出的脈沖功率技術(shù),被廣泛應(yīng)用于國防科研與國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。為滿足便攜式工程應(yīng)用需求,功率半導(dǎo)體器件替代傳統(tǒng)脈沖開關(guān)器件已成為脈沖功率系統(tǒng)固態(tài)化發(fā)展的主要趨勢,同時(shí)越來越多的研究也開始關(guān)注脈沖形成網(wǎng)絡(luò)在固態(tài)化和小型化發(fā)展過程中涉及到的關(guān)鍵問題。與傳統(tǒng)脈沖開關(guān)相比,由于受器件物理結(jié)構(gòu)和制作工藝限制,功率半導(dǎo)體導(dǎo)通功率密度相對(duì)較小,且易受電磁環(huán)境中干擾信號(hào)與自身功率損耗所產(chǎn)生熱能影響。為應(yīng)對(duì)上述問題,本文提出了一種基于陰極短路柵控晶閘管（Cathode-Short MOS-Controlled Thyristor-CS-MCT）的固態(tài)小型化脈沖形成網(wǎng)絡(luò),具體內(nèi)容如下。首先,通過脈沖傳輸線理論分析了脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理;利用基爾霍夫電路定理詳細(xì)分析了準(zhǔn)矩形脈沖波形的脈沖上升前沿和平頂紋波系數(shù),具體給出了LC傳輸網(wǎng)絡(luò)的器件參數(shù)和脈沖開關(guān)性能對(duì)重要波形參數(shù)的影響程度,并指出脈沖功率開關(guān)應(yīng)具備導(dǎo)通阻抗低、開啟速度快和導(dǎo)通穩(wěn)定性好的基本特點(diǎn)。其次,利用具有低導(dǎo)通阻抗和抗浪涌電流能力強(qiáng)的CS-MCT并結(jié)合等值LC傳輸網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)出小型化脈沖形成網(wǎng)絡(luò)原型,然... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

某款水介質(zhì)PFL型脈沖調(diào)制器結(jié)構(gòu)圖[11]

改進(jìn)觸發(fā)器和高功率充電電源后，該調(diào)制器的工作頻率可穩(wěn)定在100Hz[21]。隨后2005年，圣地亞國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員又基于高電流的直線變壓器驅(qū)動(dòng)源(LinearTransformerDriver，LTD)展開了進(jìn)一步探索性實(shí)驗(yàn)，在工作電壓為85kV的條件下，系統(tǒng)內(nèi)PFN模組可為LTD提供脈沖重復(fù)頻率1/30Hz、峰值工作電流514.6kA±4.8kA和上升沿60.6ns±1.7ns的輸出脈沖電流，并使該LTD展現(xiàn)出很好的工作穩(wěn)定性，促進(jìn)PFN脈沖功率技術(shù)在LTD系統(tǒng)中實(shí)踐應(yīng)用，并為其發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[22]。（a）直線變壓器驅(qū)動(dòng)源（LTD）（b）緊湊型PFN-Marx模塊圖1-4緊湊型PFN-Marx模塊和直線變壓器驅(qū)動(dòng)源（LTD）[22],[23]D.H.Barnett和K.Rainwater等人在得克薩斯理工大學(xué)脈沖功率與電力電子中心設(shè)計(jì)了一種緊湊型的PFN-Marx模塊用于驅(qū)動(dòng)高功率微波源（HPM），其Marx模塊由12組PFN單元構(gòu)成，每組PFN單元采用若干節(jié)2.1nF、50kV高壓儲(chǔ)能電容

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4組成（如圖1-4(b)所示）；Marx脈沖產(chǎn)生器可輸出幅值600kV、脈沖前沿寬度6~8ns的脈沖電壓，單次釋放脈沖能量達(dá)160J，作用于時(shí)變輸出負(fù)載端時(shí)脈沖重復(fù)頻率（a）LC傳輸網(wǎng)絡(luò)（b）串聯(lián)IGBT模塊圖1-5PFN脈沖產(chǎn)生裝置及IGBT控制模塊[24]可達(dá)100Hz[23]。R.Rosol和P.Adraktas等人為歐洲核子研究委員會(huì)的電子直線加速器設(shè)計(jì)并改進(jìn)了某款Guillemin-E原型的PFN脈沖產(chǎn)生裝置，由4組LC傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，每組包括15個(gè)1μF儲(chǔ)能電容（如圖1-5(a)所示），脈沖控制開關(guān)采用兩組商用IGBT模塊串聯(lián)構(gòu)成（如圖1-5(b)所示）；該款PFN裝置在6.25Ω匹配負(fù)載的測試條件下可產(chǎn)生脈沖上升沿寬1μs、平頂脈沖寬度范圍140~620μs、平頂抖動(dòng)幅度1%的高質(zhì)量1kA脈沖電流，輸出重復(fù)頻率1.1Hz[24]。圖1-6Marx發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖此外，美國泰坦公司也研制了一臺(tái)小型化型Marx脈沖功率源，該裝置采用低感軌道開關(guān)和低內(nèi)感電容器，將四級(jí)快速M(fèi)arx發(fā)生器的能量儲(chǔ)存密度有效提高至

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3332124