基于Marx和LTD拓扑的全固态复合模式脉冲源的研制

• 作者: 姚陈果 王昌金 董守龙 谭坚文 马剑豪
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 脉冲源 Marx 直线型变压器驱动源 固态开关 现场可编程逻辑门阵 列锁相环
• 年，卷（期）: 2018,（13）
• 所属期刊栏目: 高电压与绝缘
• 页码范围: 3089-3097
• 页数: 9页
• 分类号: TM832
• 字数: 5889字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170623

摘要

针对不同应用领域中负载阻抗的多样性,研制一种基于Marx和直线型变压器驱动源(LTD)拓扑的复合模式脉冲源.该脉冲源包含4个LTD模块,且每个LTD模块由1个3级Marx电路组成.其主要优点是可以降低对隔离电源模块、触发同步性的要求,负载适应能力强,并且可使脉冲装置小型化.首先对该脉冲源拓扑结构和参数进行设计和理论计算,并采用PSpice软件验证其可行性,最后研制复合模式脉冲源的样机并测试其性能.该脉冲源采用MOSFET作为主开关,二极管作为隔离元件,用含锁相环功能的现场可编程门阵列(FPGA)产生控制信号.该脉冲源的输出脉冲参数:幅值为0～8 kV,脉宽为60～160 ns,脉宽步进可达1 ns,重复频率为1 kHz,上升沿约10 ns.通过FPGA产生相移控制信号对该脉冲源的每级进行单独控制,可实现对输出脉冲上升沿和下降沿的灵活调节.脉冲源采用模块化设计,可以通过增加模块数量方便地提高最大输出电压.