带反偏置的双路高压脉冲电源的研究 |
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引用本文: | 李孜,张迪,姜松,王永刚,饶俊峰.带反偏置的双路高压脉冲电源的研究[J].强激光与粒子束,2024(3):138-145. |
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作者姓名: | 李孜 张迪 姜松 王永刚 饶俊峰 |
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作者单位: | 1. 上海理工大学机械工程学院;2. 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(12205192); |
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摘 要: | 通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个充电源便可以产生正负两路脉冲电场。分析了串联开关同步驱动效果,随后通过增加补偿绕组和并联电阻优化了串联电容的分压不均的问题,并验证一个磁芯加多个副边绕组的方案可进一步降低充电电压不均。最终实现了4个电容器的充电电压与平均电压相差不超过0.1%。搭建了一台4级的电源样机,实验表明,其可以在容性负载上产生一路幅值为0~1.5 kV、脉宽为2~10μs可调的高压正脉冲且叠加幅值为0~-200 V的反向偏置电压,和一路幅值为0~-1.5 kV、脉宽为2~10μs可调的高压负脉冲,频率高达10 kHz,正负脉冲的前沿均小于30 ns,脉冲波形平稳。该脉冲电源结构紧凑,并且输出电压、脉宽、频率均连续可调。
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关 键 词: | 高压脉冲电源 脉冲发生器 脉冲电场 方波脉冲 谐振充电 |
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