固態(tài)開關串聯型納秒級上升時間功率脈沖發(fā)生技術的研究.pdf

1、功率脈沖技術是隨著高尖端能源武器、環(huán)境保護技術以及生物技術的發(fā)展而催生的新技術，它是許多高科技的基礎，也是眾多國家競相研究的熱點。隨著這項技術的發(fā)展其應用領域也越來越寬。功率脈沖技術的發(fā)展極大地依賴于開關單元性能的提高。對于大多數功率脈沖發(fā)生器，其輸出電壓級別、占空比、使用壽命都是由開關器件的能力所決定的。另外，輸出脈沖波形和波形的穩(wěn)定性通常也依賴于開關器件的性能。然而，以目前的半導體制造技術，還不能制造出同時滿足脈沖源耐壓條件及開關速

2、度要求的單開關器件。因此，如何從拓撲結構上解決開關的耐壓問題與在驅動中解決開關導通速度問題成為制約功率脈沖技術發(fā)展的關鍵因素。
　　本文通過對一般功率脈沖電源的方案進行對比分析，提出了一種以功率MOSFET為開關器件，采用多開關串聯形式組成的高壓快前沿脈沖電源。以MOSFET驅動芯片IR2110作為控制芯片對開關器件進行驅動，控制簡單方便，實現了通過控制單管而驅動多管，解決了多開關控制同步困難的問題。從結構上，利用開關器件并聯大電

3、阻共同承受較高電壓，解決了單開關耐壓問題，極大地提高了輸出脈沖幅值。同時由于并聯大電阻，可以保證MOSFET分壓均勻，提高了電路的可靠性。另外本文通過分析MOSFET的內部結構，從MOSFET驅動原理上尋求了幾種加快輸出脈沖前沿的方法。仿真與實驗驗證了本文所設計的方案的正確性與有效性。
　　本文是從拓撲結構上對一般的脈沖電源開關組合形式進行改進，放棄了單控制開關結合脈沖變壓器的一般做法，一定程度上解決了目前高壓脈沖電源設計上的一些