现代应用物理
現代應用物理
현대응용물리
Modern Applie Physics
2014年
3期
201-207
,共7页
梁天学%孙凤举%姜晓峰%魏浩%王志国%张众%邱爱慈
樑天學%孫鳳舉%薑曉峰%魏浩%王誌國%張衆%邱愛慈
량천학%손봉거%강효봉%위호%왕지국%장음%구애자
直线型变压器驱动源%开关放电分散性%电路模拟%多间隙串联气体开关
直線型變壓器驅動源%開關放電分散性%電路模擬%多間隙串聯氣體開關
직선형변압기구동원%개관방전분산성%전로모의%다간극천련기체개관
linear transformer driver%switch discharge jitter%circuit simulation%multi-gap gas switch
将电路模拟软件 PSpice 中的电压控制开关模型和自击穿开关模型结合,提出了一种FLTD 模块气体开关同步放电分散性的电路模拟方法,利用此方法构建了14支路并联 FLTD模块电路模型,电路模拟结果与实验结果吻合,验证了该方法的有效性。针对采用80 nF 储能电容设计的20支路并联 FLTD 模块,利用该方法分析了模块支路开关放电分散性对输出电流峰值和前沿的影响。结果表明,输出电流峰值随着开关分散性的增加而减小,输出电流前沿随着开关分散性的增加而增加。与理想状态相比,当开关抖动为5 ns 时,电流峰值降低3%,电流上升沿增加约10%,电流峰值和上升沿的标准偏差分别为14 kA 和1 ns;当开关抖动10 ns 时,电流峰值降低10%,上升沿增加约20%,电流峰值和上升沿的标准偏差分别为24 kA和2 ns。气体火花开关抖动小于5 ns 时,对模块输出影响较小,可满足模块同步放电要求。
將電路模擬軟件 PSpice 中的電壓控製開關模型和自擊穿開關模型結閤,提齣瞭一種FLTD 模塊氣體開關同步放電分散性的電路模擬方法,利用此方法構建瞭14支路併聯 FLTD模塊電路模型,電路模擬結果與實驗結果吻閤,驗證瞭該方法的有效性。針對採用80 nF 儲能電容設計的20支路併聯 FLTD 模塊,利用該方法分析瞭模塊支路開關放電分散性對輸齣電流峰值和前沿的影響。結果錶明,輸齣電流峰值隨著開關分散性的增加而減小,輸齣電流前沿隨著開關分散性的增加而增加。與理想狀態相比,噹開關抖動為5 ns 時,電流峰值降低3%,電流上升沿增加約10%,電流峰值和上升沿的標準偏差分彆為14 kA 和1 ns;噹開關抖動10 ns 時,電流峰值降低10%,上升沿增加約20%,電流峰值和上升沿的標準偏差分彆為24 kA和2 ns。氣體火花開關抖動小于5 ns 時,對模塊輸齣影響較小,可滿足模塊同步放電要求。
장전로모의연건 PSpice 중적전압공제개관모형화자격천개관모형결합,제출료일충FLTD 모괴기체개관동보방전분산성적전로모의방법,이용차방법구건료14지로병련 FLTD모괴전로모형,전로모의결과여실험결과문합,험증료해방법적유효성。침대채용80 nF 저능전용설계적20지로병련 FLTD 모괴,이용해방법분석료모괴지로개관방전분산성대수출전류봉치화전연적영향。결과표명,수출전류봉치수착개관분산성적증가이감소,수출전류전연수착개관분산성적증가이증가。여이상상태상비,당개관두동위5 ns 시,전류봉치강저3%,전류상승연증가약10%,전류봉치화상승연적표준편차분별위14 kA 화1 ns;당개관두동10 ns 시,전류봉치강저10%,상승연증가약20%,전류봉치화상승연적표준편차분별위24 kA화2 ns。기체화화개관두동소우5 ns 시,대모괴수출영향교소,가만족모괴동보방전요구。
The voltage-control switch model and self-breaking switch model provided by PSpice were combined to simulate the interaction between the FLTD stage switching jitter and discharging jitter.The simulation was validated by the experiment with a 14-brick FLTD stage of 300 kA.The simulation method is applied to a 20-brick FLTD stage with 80 nF ca-pacitors,and the results indicate that the stage output peak current will decrease by 3%,and the rise-time will increase by 10%,with standard deviation of 14 kA and 1 ns,respectively, when the switch jitter is 5 ns;and when the switch jitter is 10 ns,the peak current will be 10% lower and the rise-time 20% higher,with deviation of 24 kA and 2 ns,respectively.It is thus clear that the gas spark switches with jitter less than 5 ns are satisfied for FLTD stages.