基于磁壓縮的雙極性納秒脈沖發(fā)生器及其介質阻擋放電應用.pdf

1、近些年來，由于低溫等離子體的巨大應用前景受到了人們越來越多的關注。為了研究納秒級雙極性脈沖下介質阻擋放電（DBD）特性及規(guī)律，充實高頻放電理論研究，研制具有高幅值、高重復頻率的雙極性高壓納秒脈沖發(fā)生器具有重要的學術意義。
　　首先，本文簡要介紹了基于全橋逆變電路、脈沖變壓器和磁開關的雙極性納秒脈沖發(fā)生器的結構以及工作原理，并且對系統的參數選擇進行了理論推導。按照系統的設計順序，首先計算了由銳化電容、飽和磁開關和負載組成的放電回路參

2、數；通過對脈沖變壓器繞組趨膚效應的闡述，進而選擇了合適的繞組導體；同時計算了三種不同繞組結構下的漏感大小，有助于選擇合適的繞組結構；全橋逆變電路的優(yōu)劣關系到整個系統的穩(wěn)定性，本文闡釋并且設計了放電阻止型RCD緩沖電路用以IGBT的保護；而對于磁開關的設計，利用單繞組測量方法，測量了高頻下性能均表現良好的兩種材料鎳鋅鐵氧體和鈷基非晶可飽磁心，最終通過比較選取了鈷基非晶可飽磁心作為磁開關。
　　其次，結合PSpice仿真，利用Mode

3、l Editor建立實測磁心模型，研究相關電路參數對輸出電壓波形的影響，特別是上升沿，并且對磁壓縮系統的設計提出了一些建議；通過仿真與實測波形的盡可能貼合，可以反推出脈沖變壓器漏感 Lσ、飽和磁開關電感Ls大小。
　　系統在純電阻負載下的測試結果表明，通過雙極性磁脈沖壓縮系統，能夠在負載兩端輸出的納秒脈沖電壓具有以下參數：幅值在5~13kV可調，上升沿100ns左右，重復頻率0~10kHz可調，仿真結果和實驗結果非常貼近。

4、　　最終，本文結合DBD放電模型和放電圖片探索了高頻雙極性脈沖電壓下放電現象。通過放電實測電流電壓波形分析了一個周期內的放電過程，結合放電電荷量和電壓的Lissajous曲線對該放電過程進行了進一步驗證，同時通過對Lissajous曲線的分析得到了DBD放電模型實測等效電容值，并與理論計算值進行了比較。為了研究高頻雙極性下DBD放電特性與頻率的關系，本文先測量了DBD起始放電電壓與頻率的關系，其次通過對DBD放電電路的推導，得到了放電的