电工技术学报  2020, Vol. 35 Issue (4): 799-806    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.181821
电力电子 |
一种新型的双极性Marx高重频脉冲发生器
王晓雨1,2, 董守龙1,3, 马剑豪1, 余亮1, 姚陈果1
1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆 400030;
2. 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司 沧州 061000;
3. 重庆大学电气工程博士后流动站 重庆 400030
A Novel High-Frequency Pulse Generator Based on Bipolar and Marx Topologies
Wang Xiaoyu1,2, Dong Shoulong1,3, Ma Jianhao1, Yu Liang1, Yao Chenguo1
1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400030 China;
2. State Grid Hebei Electric Power Co. Ltd Cangzhou Power Supply Branch Cangzhou 061000 China;
3. Electrical Engineering Postdoctoral Mobile Station Chongqing University Chongqing 400030 China
全文: PDF (56083 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用,脉冲发生器的研制面临高压高频化、双极性、全固态化等新要求。因此,该文提出一种新型模块化的双极性高压高频脉冲发生器的研制策略,主要包括拓扑结构研究、电路理论仿真及原型机研制等内容。通过理论分析、仿真和实验,结果表明此发生器较好地结合了固态Marx和桥式电路的优点,可根据实际需求,通过量化的多级模块堆叠实现高压输出;并可使用开关的时序逻辑控制实现输出极性和脉冲宽度灵活调节;同时具有高重频长寿命。实验原理样机具体参数为输出电压幅值±5kV,脉冲串内重复频率2.5MHz,脉冲宽度200ns~10μs连续可调。
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作者相关文章
王晓雨
董守龙
马剑豪
余亮
姚陈果
关键词 脉冲功率源碳化硅MOSFETMarx电路高电压技术双极性    
Abstract:With the in-depth application of pulse power technology in wide range of biomedicine, food processing, electromagnetic forming, plasma generation, etc., it has posed new requirements to pulse generators such as high-volt high frequency, bipolar, and all solid state. Therefore, in this paper, a novel bipolar high-volt pulse generator circuit topology is proposed. Theoretical analysis, simulation and experimental results show that it combines the advantages of solid-state Marx and bridge circuits, which can realize high voltage output through simple stacking of modules, flexible output adjustment for polarity and pulse width by sequential logic control of the switch, and high repetition rate with long lifetime. The experimental prototype has been developed with characteristic parameters as follows: the output voltage amplitude is ±5kV, the repetition rate is 2.5MHz in the pulse train, and the pulse width is 200ns~10μs.
Key wordsPulse generator    SiC MOSFET    Marx    high voltage technology    bipolar   
收稿日期: 2018-11-19      出版日期: 2020-02-28
PACS: TM832  
基金资助:国家自然科学基金项目(51807016,51877022),国家重点研发计划项目(2016YFB0900902,2017YFF0104300)和重庆市项目博士后(XmT2018012)资助
通讯作者: 余 亮 男,1986年生,讲师,研究方向为脉冲功率技术及其应 用、大功率半导体器件应用、生物电工技术及其应用。E-mail: yu_liang@cqu.edu.cn   
作者简介: 王晓雨 男,1994年生,硕士研究生,研究方向为脉冲功率技术 及其应用。E-mail: 350544160@qq.com
引用本文:   
王晓雨, 董守龙, 马剑豪, 余亮, 姚陈果. 一种新型的双极性Marx高重频脉冲发生器[J]. 电工技术学报, 2020, 35(4): 799-806. Wang Xiaoyu, Dong Shoulong, Ma Jianhao, Yu Liang, Yao Chenguo. A Novel High-Frequency Pulse Generator Based on Bipolar and Marx Topologies. Transactions of China Electrotechnical Society, 2020, 35(4): 799-806.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.181821          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2020/V35/I4/799