多路Marx并联高压脉冲电源研究

脉冲功率技术在工业和生物医学领域有着广泛的应用,很多应用场合要求输出数百安培的高压脉冲。固态Marx发生器虽已研究多年,但是被广泛采用直插封装的IGBT和MOSFET功率半导体开关管的额定电流通常都低于100 A,无法满足低阻抗负载的应用需求。为提高输出脉冲电流幅值,提出两种多路Marx发生器并联的脉冲电源的拓扑结构,第一种方案采用多路Marx发生器直接并联,第二种是共用一组充电开关管的多路Marx发生器并联。由FPGA提供充放电控制信号,采用串芯磁环隔离驱动方案实现带负压偏置的同步驱动,主电路选用开通速度快、通流能力强的IGBT为主开关的半桥式固态方波Marx电路。实验结果表明,6路16级Marx直接并联的脉冲发生器能输出重频100 Hz高压方波脉冲幅值可达10 kV,在30Ω负载侧输出峰值电流可达300 A,上升时间230 ns。共用充电开关管的6路4级Marx并联发生器在5Ω电阻负载上的输出电流峰值可达300 A,最大输出电流可达460 A,上升时间272 ns。表明多路Marx发生器并联可以有效地减小系统内阻,提高系统带载能力;改进后的并联方案实现大电流脉冲输出的同时,所采用的开关管数量减小近一半,提高了系统的抗干扰能力的同时,降低了脉冲电源的成本;且增加级间并联导线可进一步改善均流效果。     

小型化电感隔离型Marx发生器的研制

随着脉冲功率技术的发展,纳秒脉冲电场被逐渐应用到等离子体水处理、不可逆电穿孔肿瘤消融等技术中。为了满足纳秒脉冲的应用需求,电源需要输出十几kV高压,拥有纳秒窄脉宽和快速的上升沿,同时尽量减小电源体积,降低成本。该纳秒脉冲电源采用电感隔离型Marx发生器结构,电路可以实现模块化叠加,电感隔离可以减少开关数量,抬升充电电压,以获得更高的电压输出。所设计的驱动电路仅需一路控制信号和一个直流供电模块,经功率放大和磁隔离后可同时控制所有放电管,该驱动电路结构简单、成本低、体积小,耐压水平高。所设计的24级电源样机,在50 kΩ阻性负载上,可输出0～14 kV电压,频率0.5～1 kHz,脉宽500 ns。该电源主电路的长宽高尺寸仅为23 cm×10 cm×12 cm。     

一种紧凑型宽带高功率微波源设计与测试研究

设计了一款体积紧凑、工作在特高频波段的宽带高功率微波源,系统利用24 V蓄电池供电,Marx发生器作为驱动源,采用四分之一波长开关振荡器调制产生宽带电磁脉冲,激励高功率微带平板天线辐射,测试结果显示系统工作中心频率为425 MHz,远场辐射场强-距离积峰峰值为91.5 kV@1 m,该微波源体积尺寸为871 mm×370 mm×330 mm,含电池质量小于43 kg,拓展了宽带高功率微波技术在无人机、机器人等平台的应用前景。     

感应线圈在高压脉冲发生器中的应用

采用在高压脉冲发生器输出端并接感应线圈的方法．解决了高压脉冲发生器的同步输出和触发指示的技术问题．提高了高压脉冲发生器在实际应用中的可靠性和准确性。     

高压脉冲发生器介绍

高压脉冲发生器用于起爆火花式高压雷管,触发高压脉冲放电开关和Max发生器;也可作为小电流直流高压电源为高压储能网络充电。高压脉冲发生器有三类:GMF-Ⅰ型、GMF-Ⅱ型和GMF-Ⅲ型。Ⅰ型为通用型,在几十年爆轰物理实验中一直在应用。由于不断改进,技术成熟,是大型爆轰实验重要的     

电热化学炮点火方式实验研究

对比实验表明，利用与等离子体发生器联结的中空管结构从弹丸底部点燃推进剂，不仅可以提高弹丸的出口动通顺学能降低膛内的压力；如果单纯依靠增加电源系统的初始电能提高弹丸的出口动能，其副作用是增加了膛内压力。研究结果表明，推进剂点火结构的合理设计对提高电热化学炮的发射效率有重要意义。     

电热炮原理性实验研究

本文介绍了电热炮的基本原理、实验装置结构、等离子体发生器和发射实验结果。实验结果表明,电热炮原理实验的装置是成功的,已将19.3g复合弹丸加速到1.85km/s,穿透30mm厚的钢板。     

一种新颖高效的气体发生器

针对启普发生器使用过程中存在液体使用量大、反应溶液利用效率低、安全性差等问题，研制了一种新型的气体发生器。该装置由储液杯、流量调节器、排气管和反应容器组成。利用流量调节器将反应液滴加到固体药品上，固-液反应充分，排出的废液基本不含反应试剂，大大减少了液体药品的用量。实验结果表明，该新型制气装置具有液体试剂用量少、利用效率高、安全性能优良、操作方便，同时兼具随开随用等特点，可有效地应用于化学实验教学中。     

可调控磁场发生器的研制

装置通过STM32系列单片机作为控制芯片,对电流大小进行控制。同时利用电路简单、精度高的传统恒流源电路,反馈电路和控制电路设计出可以通过蓝牙控制的磁场发生器。     

离子束流剖面分布离线诊断方法探索

提出了一种基于二次离子质谱分析技术的离子束流剖面分布的离线诊断方法,具有分辨率高、可同时给出束流剖面分布和成分信息的特点。利用数值模拟方法对该诊断方法的可行性进行了分析和讨论,并结合原理实验给出了验证结果。结果表明:该方法可以用于真空密封型中子发生器离子束流剖面分布的诊断,能够成为其他诊断方法的验证手段和有力补充。