固態(tài)開(kāi)關(guān)串聯(lián)型納秒級(jí)上升時(shí)間功率脈沖發(fā)生技術(shù)的研究.pdf

1、功率脈沖技術(shù)是隨著高尖端能源武器、環(huán)境保護(hù)技術(shù)以及生物技術(shù)的發(fā)展而催生的新技術(shù)，它是許多高科技的基礎(chǔ)，也是眾多國(guó)家競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越寬。功率脈沖技術(shù)的發(fā)展極大地依賴于開(kāi)關(guān)單元性能的提高。對(duì)于大多數(shù)功率脈沖發(fā)生器，其輸出電壓級(jí)別、占空比、使用壽命都是由開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)器件的性能。然而，以目前的半導(dǎo)體制造技術(shù)，還不能制造出同時(shí)滿足脈沖源耐壓條件及開(kāi)關(guān)速

2、度要求的單開(kāi)關(guān)器件。因此，如何從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上解決開(kāi)關(guān)的耐壓?jiǎn)栴}與在驅(qū)動(dòng)中解決開(kāi)關(guān)導(dǎo)通速度問(wèn)題成為制約功率脈沖技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
　　本文通過(guò)對(duì)一般功率脈沖電源的方案進(jìn)行對(duì)比分析，提出了一種以功率MOSFET為開(kāi)關(guān)器件，采用多開(kāi)關(guān)串聯(lián)形式組成的高壓快前沿脈沖電源。以MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片IR2110作為控制芯片對(duì)開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單方便，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)控制單管而驅(qū)動(dòng)多管，解決了多開(kāi)關(guān)控制同步困難的問(wèn)題。從結(jié)構(gòu)上，利用開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)大電

3、阻共同承受較高電壓，解決了單開(kāi)關(guān)耐壓?jiǎn)栴}，極大地提高了輸出脈沖幅值。同時(shí)由于并聯(lián)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(guò)分析MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從MOSFET驅(qū)動(dòng)原理上尋求了幾種加快輸出脈沖前沿的方法。仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的方案的正確性與有效性。
　　本文是從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上對(duì)一般的脈沖電源開(kāi)關(guān)組合形式進(jìn)行改進(jìn)，放棄了單控制開(kāi)關(guān)結(jié)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(shè)計(jì)上的一些