摘要：为优化触发型3电极开关的性能,评估其击穿时延,分析了这种开关的导通机制。触发管型开关存在快导通(FBM)与慢导通(SBM)等2种导通机制。基于气体放电理论推导了触发管型气体开关的击穿时延模型,并分析了不同导通机制下的击穿过程。基于Raether击穿判据,计算了开关进入快导通机制的工作欠压比下限。实验得到,快、慢导通机制之间的欠压比阈值为0.7。开关内的等效电场可分解为静态畸变电场与动态畸变电场,结合时延模型能合理反映导通时延受工作条件与触发能量影响的动态过程。在快导通机制下,欠压比与静态电场增强系数起着主要影响;在慢导通机制下,除欠压比之外,触发脉冲能量的影响同样重要,此外还需考虑消游离对导通的影响。得到的结果可供提高触发管型气体开关的导通性能的设计与研究借鉴。

摘要：对驱动线圈结构进行设计,通过仿真分析驱动线圈内部电磁应力、端部结构与优化、金属导线材料弹塑性、导线线径优化及驱动线圈电动力.以12 mH电感为例,对不同线径的线圈内部电磁应力(压强)进行仿真分析,得出其压强与径向距离的关系.分析了不同线径的趋肤效应,综合诸多因素得出12 mH电感采取线径Φ4 mm导线绕制比较合适.仿真结果表明:线圈最里层受电磁力最大,设计线圈时要加强内壁绝缘强度,内壁厚度比其他层绝缘厚度要厚.试验验证该电感通过了脉冲幅值5 kA、脉宽10 ms的通流考核,方案可行.

摘要：从热处理工艺、电极结构设计及工作场强等方面对电容器寿命性能加以分析与试验研究。结果表明:金属化膜电容器热处理温度的选择需要综合考虑膜的收缩以及电极厚度;对应不同方阻,热处理温度存在一个最优值,在该值下电容器可获得最佳的自愈性能,进而达到较长的工作寿命;在不同工作场强下,需权衡电极边缘局部放电以及膜中自愈产生的容量损失比例,优化电极结构。在电极结构、热处理工艺等参数优化设计的基础上,研制出的1.0 kJ/L电容器达到10 000次的大电流充放电寿命。

摘要：测量磁芯脉冲磁化特性是进行脉冲磁元件的设计和性能分析的必要环节。该文采用理论与实验相结合的方法分析了磁芯的脉冲磁化特性测量及不同测量方法的适用范围。由单绕组测量回路得到的B-H曲线包含磁芯磁化及空间磁化两部分,由双绕组测量回路得到的B-H曲线仅反映磁芯脉冲磁化特性。采用单绕组脉冲磁化特性测量获得的磁芯伏秒积、平均饱和电感偏大,获得非线性电感的?-i特性,适用于磁开关和带磁芯脉冲电感的设计和性能分析;而双绕组脉冲磁化特性测量电路更适用于测量磁芯本身的脉冲磁化特性,适用于脉冲变压器和磁芯式电流互感器的设计和磁芯材料脉冲磁化特性的研究。

摘要：铁基纳米晶材料因其优异的软磁性能被广泛应用于脉冲磁元件中。为更好指导脉冲磁元件的设计与性能分析,需要根据应用环境测试铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性。该文建立了基于LC铁磁谐振放电型测试平台,选择合适的测量电路,获得高、低剩磁铁基纳米晶材料在不同磁化速率、磁感应增量下的初始磁化曲线和磁滞回线,并获得脉冲磁导率、损耗等关键磁参数的变化趋势。通过曲线拟合的方法建立了脉冲磁导率、损耗与磁化速率、磁感应增量之间的数学关系,全面反映了铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性。基于铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性基础数据,能够有效、准确分析典型脉冲磁元件的工作特性并优化其设计。

摘要：强脉冲能源模块主放电回路中使用两电极开关时,必须借助触发装置输出1个高频高压脉冲施加在开关电极两端形成过压触发。为了保证开关的可靠触发以及保护能源模块中的预电离支路和氙灯负载等关键元件,主放电回路中必须加磁开关以隔离触发高压。因而该文从分析实际主放电回路的工作原理入手,提出了采用铁基纳米晶的磁开关应用于能源模块主放电回路的解决方案,给出了设计和实现磁开关的理论计算依据和材料选择方法。通过对磁开关实物在能源模块样机上的性能实测,证明磁开关能够有效地隔离100kV的脉冲高压,在额定工况下的饱和时间为0.3μs,饱和电感为0.6μH。该研究为磁开关在大型脉冲功率装置中的工程设计和应用提供了参考。

摘要：以往对强激光脉冲电源的电磁兼容性设计一般以经验性为主,难以确保电源的稳定性和可靠性。基于电源主体结构,提出一种定量分析和计算强电磁干扰的方法。对传导干扰的仿真和现场测试表明,机架上每米的地电位差小于10V,机壳外的准静态磁场低于0.16×10-4T。测试和计算结果表明,电源电磁兼容性符合设计要求。

摘要：为保证气体开关可靠触发和其他器件的绝缘安全,神光III能源模块的主放电回路采用磁开关来隔离触发电压,能源模块选择铁基纳米晶环形磁芯作为磁开关。为验证磁开关在能源模块中的工作特性,建立了与工况类似的基于电容放电型测试平台,获得高、低铁基纳米晶材料在一定磁化速率、磁感应增量下的平均相对脉冲磁导率和伏秒积,理论推导了磁开关在能源模块中的平均非饱和电感、饱和电感和饱和时间。理论计算和实测结果表明,能源模块中磁开关的平均非饱和电感约为14 H、饱和电感约为0.6 H、饱和时间约为0.70 s,满足工程设计要求。低剩磁铁基纳米晶材料较高剩磁铁基纳米晶材料更适合作为能源模块磁开关的磁芯。

摘要：针对高功率脉冲电源集成系统连续放电的需求,研制了一种用于该系统的重频水冷电感。水冷电感在系统中既调节电源的电流波形,又能起到隔离作用。该重频水冷电感耐压高、通流大、充电间隔周期6 s,可连续工作10次放电。针对连续放电的需求,通过去离子循环水对重频电感进行降温。现以单模块能量334 kJ、电感量30μH、通流100 kA为例进行设计分析,建立重频水冷电感温度场仿真模型,通过ANSYS仿真软件对该电感内部温度瞬态特性进行分析。结果表明:水冷电感通过去离子水冷却效果好,电感每次工作后温度最高达到47℃,在下一个工作点到来之前电感温度又恢复到41℃;同时该电感在没有加循环水的情况下通过了112 kA的电动力考核。试验结果与理论分析吻合较好,重频水冷电感运行稳定,从而验证了理论分析和设计的正确性。

摘要：由Rogowski线圈的集中参数模型得到测量系统的传递函数,在正弦稳态输入下得到微分型Rogowski线圈的最佳采样电阻阻值,同时对普通RC积分和有源积分进行了幅频特性分析,根据测量精度的要求得出测量系统的实际带宽。有源积分较普通RC积分拓宽了频带,提高了暂态性能。合理设计了有源积分器的结构和参数,有效抑制了积分漂移,保证了测试精度和可靠性。在神光Ⅲ能源模块中对宽脉冲电流测量装置进行了实验验证,结果表明该脉冲电流测量装置的电路结构和参数配置是合理的。