【《触发隔离方式对快脉冲直线变压器驱动源FLTD触发脉冲输出特性的影响分析》2700字】

触发隔离方式对快脉冲直线变压器驱动源FLTD触发脉冲输出特性的影响分析目录TOC\o"1-3"\h\u22177触发隔离方式对快脉冲直线变压器驱动源FLTD触发脉冲输出特性的影响分析 （3-25）：（3-22）（3-23）（3-24）（3-25）对a关于b求导，结果a’<0，即随着b的增大a减小；b与R、C成正比，与L成反比。以上公式可知，随着电阻R的增大，减小；电感L增大，电压增大。考虑到开关分布电容的问题，开关间隙以及开关对地的分布电容与电阻分压器相并联，与隔离电容相串联，两种电容均为pF级，在不忽略不计的情况时，隔离电容增大时电容C减小，电压增大。2FLTD单支路模型仿真结果单支路FLTD的电路模型如上图3-1所示，脉冲电容并联充电45kV，触发隔离元件选择400Ω的电阻，设置开关导通阈值，使得开关未触通，电压表针放置隔离电阻后，测得开关未触通时触发极的脉冲波形。仿真波形如图3-11所示，电压幅值误差为5.3%，前沿相差4ns，仿真与实验吻合较好。触发隔离元件选电阻隔离、电感隔离、电容隔离这三类。在仿真结果统计中峰值为第一个周期波的峰值，tr为脉冲前沿（脉冲幅值的0.1倍至0.9倍的时间）。仿真参数设置中，触发源主放电电容的充电电压为45kV。图3-11隔离电阻400Ω中间电极处的实验脉冲波形与仿真脉冲波形1）电阻隔离选取100Ω-3kΩ的电阻阻值，在FLTD单支路模型中改变触发隔离电阻阻值，获得不同电阻参数下的中间电极脉冲参数。图3-12为电阻隔离时，中间电极处脉冲波形，脉冲参数如表3-1所示。表3-1电阻隔离下脉冲参数统计电阻/Ω峰值/kVtr/ns100-128.6141.88300-122.8742.98500-117.9641.25800-110.5744.401000-105.7945.331500-95.0047.602000-86.9450.503000-74.0055.31图3-12不同隔离电阻中间电极处脉冲波形随着电阻的增大，脉冲幅值减小，前沿增大。脉冲幅值由100Ω时的128.61kV降至3kΩ时的74.00kV。电阻从100Ω增至1kΩ时，前沿增加了2.5ns，电阻从100Ω升至3kΩ，从41.88ns升至55.31ns，前沿增加了12.5ns。2）电感隔离电感选择2μH、4μH、6μH、8μH、10μH、12μH、16μH，脉冲电压随着电感的变化趋势如图3-13所示，脉冲参数如表3-2所示。由表3-2中数据可知，随着电感的增大脉冲幅值增大，前沿增大。电感参数由2μH升至16μH时，前沿由17.54ns升至40.58ns。电感感值为12-16μH之间时，随着电感的增大前沿变化幅度小，上升1.22ns；脉冲幅值上升幅度变缓。表3-2电感隔离时中间电极脉冲差参数电感/µH峰值/kVtr/ns2-78.4317.544-96.5122.496-107.9327.768-116.3032.2210-121.7635.1012-131.6737.2616-145.2740.58图3-13不同隔离电感中间电极处脉冲波形（3）电容隔离电容容值选择100pF、280pF、560pF、800pF、1nF、1.5nF、2nF，脉冲波形变化图3-14所示，脉冲参数如表3-3所示。随着电容的增大，脉冲幅值增大，前沿基本不变。电容容值在560pF-2000pF的范围内时，电压幅值在130kV左右。而前沿变化<1ns，在45ns左右。图3-14不同隔离电容中间电极处脉冲波形表3-3不同隔离电容参数时中间电极脉冲参数电容/nF峰值/kVtr/ns100-111.0544.39280-124.7344.79560-129.1444.92800-130.5244.961000-131.1744.981500-132.0545.002000-132.4945.023触发隔离方式对脉冲波形影响的实验结果实验条件的设置，触发源储能电容充45kV正高压，开关以及主放电电容不充电，开关气压设置为0.4MPa，此时触发脉冲不足以使开关间隙导通，开关为未触通状态。测量中间电极处电压，可知隔离方式对脉冲参数的影响。1）电阻隔离实验电阻选择160Ω、400Ω、970Ω、1997Ω四种电阻参数，电阻隔离参数对脉冲波形的影响如图3-15所示，其脉冲参数如表3-4可知，随着电阻的增大脉冲幅值减小，脉冲前沿增大。电阻隔离在400欧时，脉冲电压幅值实验结果为103kV，仿真结果为110.5kV，此时误差为4%。隔离电阻为970、1997Ω时，与实验结果相比，前沿仿真误差<2ns；隔离电阻为160、400Ω时，仿真误差分别为10%、4%。（a）实验结果（b）仿真结果图3-15隔离电阻参数对脉冲波形影响实验与仿真对比表3-4电阻隔离的实验结果电阻/Ω1604009701997幅值/kV111.510388.575前沿/ns37.8339.4241.1549.152）电感隔离电感选择用铜线绕制的2.2µH、4.2µH、6.1µH、8µH，由图3-16和表3-5数据可知，随着电感参数增大，脉冲前沿、幅值均增大。仿真结果与实验结果能够较好的拟合，各电感参数下，脉冲前沿与幅值的误差分别小于8.5%与5%。表3-5电感隔离脉冲实验结果电感/μH2.24.26.18幅值/kV110115125135前沿/ns20.226.2229.8334.6（a）实验结果（b）仿真结果图3-16实验中电感隔离对脉冲波形影响3）电容隔离电容选择280pF、560pF、860pF以及1070pF的高压陶瓷电容器。由图3-17与表3-6可知，电容隔离对脉冲幅值、前沿的影响较小。仿真与实验误差较大的是电容280pF，脉冲幅值误差为6.92%，前沿误差为7.8%。（a）