CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
高功率固态脉冲调制器技术研究
Alternative TitleResearch of thetechnology of high-power solid-state pulse modulator
李锋
Subtype硕士
Thesis Advisor陈志豪
2013-04
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline信号与信息处理
Keyword固态调制器 感应叠加 单元模块 辅助电路 仿真 Igbt
Abstract为了满足上海光源自由电子激光装置对于直线加速器微波功率源新的更高性能指标,我们设计了基于绝缘栅双极性晶体管(IGBT)模块为开关的大功率固态调制器系统,并对该方案的关键技术进行了研究,以期为之后的工程设计提供指导。在本方案中,调制器系统采用感应叠加拓扑结构,即所有单元模块共用一匝次级线圈,次级电压为所有初级单元模块电压的叠加,次级输出电流和每个单元模块电流相同。与传统的线性调制器相比,本方案具有更加明显的优点,主要包括:输出脉冲波形的重复频率以及脉宽可以由触发时间进行调节,且重复频率更高;使用储能电容或采取补偿电路,使得脉冲底部振荡小,平均功率更大;充电电源电压较低,稳定性更好;采用模块化设计,制造成本更低,系统的可维护性更好。而且该技术将不仅能应用于高能粒子加速器,还可以应用于雷达发射、激光脉冲及工业辐照加速器等领域,前景十分广阔。 本文主要进行了感应叠加型固态脉冲调制器系统设计,利用软件对调制器系统进行了模拟仿真,并对可能出现的单元模块之间的差异进行了仿真分析,这些差异主要包括:充电电源大小不一致,储能电容大小差异,开关管导通触发时间的不一致,以及可能出现的IGBT开关管短路或是开路对整个调制器系统的影响。重点对调制器单元模块进行研究,包括电路设计、理论计算、模拟仿真等。详细介绍了单元模块中的关键辅助电路,主要是IGBT吸收保护电路,阻尼电路,去磁电路和补偿电路的原理、作用、参数等,并通过软件对其在电路中的作用进行了仿真。还介绍了IGBT开关管的相关内容,以及在本方案选用的IGBT及其对应的驱动保护电路。 最后给出了单元模块的实验样机,并得到了单元电路的主要波形,其基本满足设计要求。
Pages62
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/13361
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
Recommended Citation
GB/T 7714
李锋. 高功率固态脉冲调制器技术研究[D]. 中国科学院研究生院,2013.
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