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高压变频器应用中的若干问题及对策

2012-11-14 16:11
逆光飞舞
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1 引言

  目前,在大功率、高频率、窄脉冲的应用领域中利用的基本都是真空管,如:二次电子发射管、放电间隙开关、触发管、氢闸管等。主要研究方向是如何提高电真空器件的开关速度,减小其触发晃动,研制与其相配的高速高压驱动电路。但是真空电子管这类器件存在损耗大、驱动电路庞大、冷却麻烦等缺点;同时,为了在速调管打火时对其进行快速保护,还经常需要在调制器中设置复杂的撬棒管及其触发电路,这些问题直接影响调制器的效率和可靠性[1]。近年来,由于半导体器件的电压和功率等级不断提升,相关技术也在逐步完善,为解决上述问题创造了条件。基于该项技术发展趋势,本文设计了一种新型高压快脉冲发生器。

2 输出指标和基本结构

  高电压、快脉冲和高重复率是脉冲功率装置的发展方向。高频化是减小系统体积的一个有效途径。本设计采用igbt做为主开关器件,输出脉冲电压峰峰值为±5kv,频率为1khz~10khz可调,脉冲前沿为200ns。

  本高压脉冲发生器的设计主要分为三部分:

  (1)可调高压直流发生器:我们使用工频交流电为电源,在低压部分经过整流、逆变电路产生低压脉冲,经脉冲变压器升压,成为高压脉冲再经不可控整流为高压直流。我们将其作为高压直流电源提供给最后的高压脉冲发生部分。可调高压直流脉冲发生器结构如图1所示。

  (2)高压脉冲发生部分:将高压直流电源提供的直流高压送入可控开关器件,产生我们所需要的高压脉冲。

  (3)高压逆变控制和驱动部分:控制高压逆变过程中的开关器件的开通与关断。在控制方面我们采用基于pwm控制方法的芯片sg3525。在驱动电路方面,采用三菱公司的igbt专用驱动芯片m57962l。

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