全固态Mrx电路分析.ppt

高功率电子学研究室@FDU 全固态Marx电路结构分析 王冬冬 2008年10月21日 经典Marx结构 /project/4.html High voltage SCR trigger circuit utilizing disc capacitors in a Marx array 我们实验室已经实现的电路 IGBT导通 某个IGBT未及时导通 改变观察方向 该电路的模块特征 60kV脉冲电源柜 DESIGN AND APPLICATION OF A DIODE-DIRECTED SOLID-STATEMARX MODULATOR 单层模块正反面结构 该电路的优点 半导体开关，适合重频运行 模块化设计，结构紧凑，易于维护 不存在半导体开关直接串联时雪崩击穿的危险，可靠性高 充电回路效率高，发热量小 该电路存在的缺点 高压情况下电感体积庞大 半导体开关，特别是IGBT的耐压水平和di/dt水平有限 如何避免使用高压电感 负载可以形成充电通路 Very Fast Rise-Time Short-PulseHigh-Voltage Generator 实验波形和装置照片 负载无法形成充电通路 改变充电二极管方向？ 继续改变？ 对充电回路进行改进 SOLID-STATE MARX BANK MODULATOR FOR THE NEXTLINEAR COLLIDER 等效电路 实物照片和实验波形 PULSED MODULATOR FOR AN IEC NEUTRON SOURCE 等效电路 实物照片和电路参数 其他改进充电回路的办法 改变放电开关 改变储能部分 PFN 电感？ 驱动、保护电路 磁环隔离驱动？ 光纤隔离+分布式电源？ 过流保护 总结 采用半导体器件作为放电开关的全固态Marx电路具有广阔应用前景 全固态Marx电路拓扑结构有很多可以优化、创新的地方 可靠性高、可移植性好的驱动和保护系统非常重要 * * 脉冲峰值电压13.2kV，上升 沿120ns，FWHM 160ns B. A. Jacoby and T. M. York Pennsylvania State University, 1980 问题：如何提高重复频率？ SCR不同步导通会如何？ G.E. Dale, H.C. Kirbie, W.B. Haynes, etc. Los Alamos National Laboratory, 2005 APPROVED? DENIED? APPROVED! Laurent Pécastaing, et.al., 2006 French Technical Centre for Armament Electronics (CELAR) DENIED! DENIED! DENIED! APPROVED! Jeffrey A. Casey, etc. Diversified Technologies, Inc. 峰值电压24kV，峰值电流210A 上升沿125ns G. E. Dale, 2007 Los Alamos National Laboratory *