首页> 中文学位 >高重复频率固态矩形脉冲调制技术研究
【6h】

高重复频率固态矩形脉冲调制技术研究

代理获取

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1.1 可调制高重复频率矩形脉冲的研究意义

1.2 开关在功率脉冲装置中的重要性

1.2.1 脉冲功率装置中的开关技术

1.2.2 半导体功率开关在脉冲功率技术中的优点和缺点

1.2.3 采用功率MOSFET作为主放电开关的原因

1.3 国内外的研究现状和分析

1.3.1 国外的研究现状

1.3.2 国内的研究现状

1.4 论文研究内容

1.5 论文的难点

第二章 功率MOSFET工作原理、型号选择和驱动电路设计

2.1 功率MOSFET的原理和选型

2.2 功率MOSFET驱动电路的设计和实验结果

2.2.1 驱动电路典型电路测试

2.2.2 不同延时电阻阻值测试

2.2.3 高压放电时分布参数对驱动信号的影响

2.2.4 小结

2.3 单个功率MOSFET元件性能测试

2.3.1 单个功率MOSFET测试电路和典型电路测试

2.3.2 改变驱动电路电源电压测试

2.3.3 不同阻值负载测试

2.3.4 漏、源极放电过冲测试

2.3.5 小结

第三章 系统总体设计和信号发生器等辅助电路的设计

3.1 总体设计

3.2 控制信号发生器电路设计

3.2.1 硬件电路设计

3.2.2 程序设计

3.2.3 实验结果

3.3 同步光电隔离触发电路设计

3.3.1 光纤发射放大电路设计

3.3.2 光纤接收调理电路设计

3.3.3 小结

3.4 电源规划

3.4.1 低压电源设计

3.4.2 高压充电电源设计

3.5 干扰源的测试

第四章 电压感应叠加主体单元的设计

4.1 放电回路设计和模型计算

4.2 功率MOSFET并联实验研究

4.2.1 并联均流的主要技术特点

4.2.2 单个印制电路板上8只功率MOSFET并联实验

4.3 电压感应叠加原理和设计

4.3.1 电压感应叠加原理

4.3.2 功率MOSFET保护电路设计

4.3.3 叠加器的设计

4.4.4 磁芯复位电路设计

第五章 4×16单元电压感应叠加调制器实验研究

5.1 1×16单元感应叠加实验

5.2 4×16单元感应叠加实验

5.3 实验小结

第六章 论文总结和后续工作安排展望

6.1 系统结论

6.2 展望

致谢

附录

个人简介

参考文献

展开▼

摘要

高重复频率是脉冲功率技术的发展的研究热点,近年来,高重复频率脉冲功率源在离子束kicker、高功率激光、电磁脉冲、电磁发射乃至民用等领域得到了一定的应用。
  开关是脉冲功率技术中最关键的器件之一,开关的性能在一定程度上决定了系统的整体性能。脉冲功率装置中通常是开关限制了装置的性能,例如,限制了峰值功率和重复频率等。常用的传统开关有闸流管、引燃管和火花间隙开关等,这些开关受限于它们的使用寿命、高成本、低重复频率和高损耗等。而基于功率半导体固态开关技术不仅解决了上述问题,还在诸如:稳定性、维护等方面表现出色。常用的固体开关有:MOSFET、IGBT、SOS、SIThy、PCSS,它们的性能参数各有差异,可应用于不同场合。论文采用的MOSFET,具有重复频率高、导通和关断时间短等优点。
  单个MOSFET的耐压和电流能力有限,需要产生高压和大电流时,需要对MOSFET进行串并联操作,论文采用电压感应叠加(IVA)结构。系统结构总体上分为触发控制系统、多通道光纤隔离、叠加系统等,其中,触发控制系统和叠加系统采用光电隔离传输触发信号。
  以单片机和FPGA为逻辑核心,设计了控制信号发生器。FPGA采用100MHz的晶振,最小逻辑周期仅为10ns。控制信号发生器最多给出6路同步信号,FPGA给出的信号经20路同步光纤隔离发射,再经一路转二路光纤分路器后,最多可得到240路同步触发信号。得到的光纤隔离信号经调理放大后,直接给MOSFET驱动电路做触发信号。
  开展了MOSFET驱动电路和功率MOSFET开关在各种条件下的实验,以及8只MOSFET并联的实验和1×16感应叠加单元实验,掌握了感应叠加系统最基本的电路原理。
  最终完成了4×16单元固态调制器的设计和实验工作,50.7Ω纯电阻负载上得到了3.26kV输出电压波形,前沿为42.67ns,后沿为29.04ns。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号