【《触发隔离方式对快脉冲直线变压器驱动源FLTD开关同步特性影响分析》2200字】

触发隔离方式对快脉冲直线变压器驱动源FLTD开关同步特性影响分析目录TOC\o"1-3"\h\u11774触发隔离方式对快脉冲直线变压器驱动源FLTD开关同步特性影响分析 1198571FLTD双支路并联触发击穿模型 1223722双支路并联时不同触发隔离方式对脉冲波形的影响 129993不同触发隔离方式下提前击穿对脉冲参数影响仿真 31FLTD双支路并联触发击穿模型在触发隔离效果研究中，一支路提前击穿时，观察其余支路脉冲波形变化，可以使用双支路触发隔离效果说明多支路并联时各触发隔离方式的不同影响。在仿真、实验过程中采用双支路并联运行，研究触发隔离方式不同以及隔离元件参数不同时的隔离效果。图3-18所示为双支路并联触发模型，触发源输出脉冲经传输线、隔离元件输出至第一支路的触发极。在第一支路隔离元件前端，连接导线，并通过第二支路的隔离元件输出脉冲至第二支路的触发极。图3-18双支路电路等效模型2双支路并联时不同触发隔离方式对脉冲波形的影响在双支路运行时，两支路均为未触通状态，FLTD并联两支路仿真电路如图3-18所示。第二支路（远离触发脉冲输入端的支路）通过500nH的线路电感，连接至第一支路的隔离前端。图3-19所示为双支路运行时不同触发隔离方式对触发脉冲波形的影响。触发隔离对脉冲参数的影响如表3-7至3-9所示。表中峰值1为支路1的最高脉冲幅值，峰值2为支路2的第一周期脉冲峰值，tr1、tr2分别为支路1、支路2的脉冲前沿。（a）双支路电阻隔离（b）双支路电感隔离（c）双支路电容隔离图3-19双支路不同触发隔离方式下每支路中间电极脉冲波形电阻隔离阻值选取300Ω、500Ω、800Ω，由表3-7中数据结果可知，相对与单支路运行，双支路运行时支路1与支路2脉冲前沿均增大，前沿均增加了1ns左右；同时两支路脉冲幅值均下降，支路1脉冲电压幅值下降2kV，支路2脉冲电压下降0.7kV，由于回路电感的存在，使得支路2的脉冲幅值高于支路1。表3-7双支路运行时电阻隔离对脉冲参数的影响电阻/Ω峰值1/kV峰值2/kVtr1/nstr2/ns300-120.90-122.1241.4744.02500-115.99-116.9244.4245.12800-108.84-109.4845.4846.282）电感隔离选取4µH、6µH、8µH三种电感参数，由图3-19（b）以及表3-8可知，双支路运行时支路1与支路2的脉冲前沿均高于单支路运行时的脉冲前沿；两支路脉冲幅值均小于单支路运行时的脉冲电压幅值。支路2的脉冲前沿高于第一支路1-2ns；支路2的脉冲幅值高于第一支路6-8kV。表3-8双支路运行时电感隔离对脉冲参数的影响电感/µH峰值1/kV峰值2/kVtr1/nstr2/ns4-125.35-131.3621.5325.536-144.88-150.2329.1131.718-158.9-162.432.9734.933）电容隔离选取560pF、800pF的容值，支路1与支路2脉冲参数如图3-19（c）及表3-9所示，双支路运行时支路1与支路2的脉冲峰值均高于单支路运行的结果，支路2电压脉冲幅值高于第一支路2kV，高于单支路的脉冲电压3kV。与单支路脉冲前沿相比，两支路的脉冲前沿增加了2-3ns，支路1前沿高于支路1.5ns左右。表3-9双支路运行时电容隔离对脉冲参数的影响电容/pF峰值1/kV峰值2/kVtr1/nstr2/ns280800-130.28-131.62-132.54-131.9450.9651.0351.3552.42综上，在双支路运行时，三种隔离方式支路2的脉冲电压幅值均高于支路1；采用电容隔离，脉冲电压在双支路运行的脉冲幅值高于单支路运行的结果，电容参数改变对固定支路脉冲参数影响较小，造成支路间脉冲参数改变的主要原因在于连接线路的寄生电感，电容隔离时各支路脉冲上升沿、幅值变化小；在保证连接线路内感较小时，各支路触发极的脉冲一致性较高，降低开关因脉冲参数差异而导致的放电分散性。电感隔离时可产生高脉冲幅值；在隔离电感与线路电感的作用下各支路脉冲参数差值较大，增大各支路开关的分散性。电阻隔离时，双支路的脉冲电压幅值低于单支路，同样各支路脉冲参数差值小，利于降低开关放电分散性。3不同触发隔离方式下提前击穿对脉冲参数影响仿真1）支路2触发击穿仿真设置支路2模型中的两时控开关，触发间隙的时控开关在310ns时闭合，触发间隙导通，过压间隙的时控开关319ns时闭合，此时支路2开关击穿回路放电，支路1触发极脉冲参数如图3-20所示。（a）隔离电阻前后脉冲电压（b）隔离电感前后脉冲电压（c）隔离电容前后电压图3-20不同隔离方式时支路1隔离前后脉冲波形电阻隔离时，脉冲电压在负幅值内震荡，在支路1触发击穿后，中间电极的脉冲电压减小至95kV；中间电极高压维持时间为56.5ns。电感隔离时，隔离电感前的电压为80kV，经过隔离电感后电压升至114.5kV，中间电极电压维持时间为27.1ns。电容隔离时，在支路2中间电极迅速改变时，支路1隔离前脉冲电压迅速上升，隔离电容不适合独立作为隔离元件应用于FLTD。2）双支路隔离效果实验研究研究双支路时触发隔离的效果，其实验条件是第一支路击穿后，测量第二支路未触通时，开关触发极电压变化趋势。实验研究中，由于实验条件限制，第二支路为未触通状态。其连接方式如上图2-7所示，在第一支路隔离前连接等效后的第二支路。（1）电阻隔离电阻双支路时，隔离效果如图3-21所示，电阻参数选择150、300、1000Ω。随着电阻增大，中间电极脉冲前沿增大，并且高压幅值以及高压维持时间增大，参数变化规律与仿真一致。FLTD选择电阻元件作为触发隔离时，电阻过小时脉冲前沿小，但隔离效果差；电阻越大，隔离效果越好相应的脉冲前沿幅值增大。因此电阻的选择中间范围的阻值，本文中选择范围为100Ω-1000Ω。图3-21支路1击穿电阻隔离时支路2脉冲波形（2）电感隔离电感隔离方式，电感增大，中间电极脉冲电压越大，高压维持时间越长。仿真与实验变化趋势一致，脉冲幅值误差小于6%，前沿误差最大7.1%，仿真与实验误差在工程误差范围内，仿真与实验拟合较好。同样，电感越大脉冲前沿越大，隔离效果越好，电感选择范围为2-10µH。（a）实验波形（b）仿真图3-22支路1击穿电感隔离时支路2的脉冲波形综上所述，在单支路隔离中电感隔离时，中间电极获得较大的脉冲幅值，短脉冲前沿；电阻隔离能够维持