冷陰極閘流管同步應(yīng)用研究.pdf

1、本文簡述了脈沖功率技術(shù)發(fā)展歷程和需求背景，引出了直線變壓器驅(qū)動源(LTD)技術(shù)，綜述了國內(nèi)外在此方面的研究現(xiàn)狀，并探討了未來的發(fā)展趨勢。在此基礎(chǔ)上重點分析論述了直線變壓器驅(qū)動源中的關(guān)鍵技術(shù)之一：開關(guān)及其同步觸發(fā)技術(shù)。本文首先從理論方面分析了選用的TPI系列偽火花開關(guān)的工作機理，在此基礎(chǔ)上對其觸發(fā)系統(tǒng)進行設(shè)計研究并進行了實驗驗證。
　　 理論研究方面，先是分析了氣體開關(guān)放電機理及物理過程，在此過程上重點對冷陰極閘流管的工作過程及其

2、特點進行了分析研究，在此基礎(chǔ)上綜述了現(xiàn)有TPI系列偽火花開關(guān)的觸發(fā)技術(shù)，重點分析了各種觸發(fā)技術(shù)存在的問題以及各自的優(yōu)缺點，最后結(jié)合本文的實際工作應(yīng)用要求選用雙脈沖加直流預(yù)電離的觸發(fā)方案，該觸發(fā)方式可獲得開關(guān)的低抖動特性，同時可以保證開關(guān)最大工作壽命及電流上升速度。
　　 設(shè)計研究方面，本文的重點在于實現(xiàn)觸發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的同時具有低抖動、小型化的特征。設(shè)計的觸發(fā)系統(tǒng)使用倍壓電路實現(xiàn)1800V高壓輸出，用于提供開關(guān)的直流預(yù)電離電

3、流，能有效降低功耗及減小體積；利用超快速IGBT具有可控性高、速度快、抖動低的優(yōu)點，將其作為脈沖電路的主開關(guān)，實現(xiàn)了觸發(fā)系統(tǒng)的低抖動穩(wěn)定工作，測試表明輸出觸發(fā)脈沖前沿26ns，延遲時間抖動約1ns。為保證TPI1-10k/50型開關(guān)具有良好的工作性能，要求觸發(fā)系統(tǒng)的主脈沖和輔助脈沖延遲時間約為800ns，本文利用單穩(wěn)電路實現(xiàn)了該時間可在800±100ns內(nèi)調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)精確可達到1ns。研制的觸發(fā)系統(tǒng)可以同時觸發(fā)兩路開關(guān)，實現(xiàn)了觸發(fā)系統(tǒng)

4、的緊湊化，同時并能抑制柵極尖峰電壓防止其返回觸發(fā)器內(nèi)部電路。
　　 實驗研究方面，基于研制的觸發(fā)系統(tǒng)對冷陰極型TPI1-10k/50閘流管的抖動特性開展研究，通過對儲氫加熱電壓、直流預(yù)電離電流、觸發(fā)脈沖電流、以及陽極電壓的調(diào)試，分析研究了觸發(fā)參數(shù)對開關(guān)延遲時間、抖動等觸發(fā)特性的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上給出了TPI1-10k/50閘流管的最佳觸發(fā)條件。實驗研究結(jié)果表明基于本文研制的觸發(fā)系統(tǒng)，TPI1-10k/50閘流管在工作電壓40k