【背景介绍】脉冲功率技术是将高密度的能量通过电路在极短的时间内进行快速的释放给负载的一种技术。其发展是基于材料改性实验、医学影像X光造影和制造等离子体等需求上,在20世纪60年代初,英国原子武器研究中心的J.C.马丁带领团队将Marx电路与传输线技术结合,产生了纳秒级大功率脉冲,用来激发负载产生X射线,使得医疗造影行业有了较大程度的发展。同时,现阶段的很多研究都集中于利用脉冲功率制造常温等离子体,并用其来进行表面处理、细胞改性、杀菌等应用。
【主要工作】
- 首先介绍了传统Marx电路的工作原理和特点,对于不同拓扑结构的理论分析,提出窄脉宽的影响因素并加以实验。研制了两台正极性高压脉冲源和一台负极性高压脉冲源
- 着重分析了获取窄脉冲的关键因素和难点问题,利用仿真软件对于单个隔离驱动电路进行仿真,并进行试验比对,对如何改进驱动信号和电路进行了归纳总结。
- 开展了对于空气和罗丹明溶液处理的应用性试验的研究。利用前文调试好的脉冲源对于,自主设计制作的针板型放电装置进行激发,以罗丹明B溶液为样本,进行脱色对比试验,分析了脉冲电压和脉宽对与处理脱色程度的影响。
【试验数据】下述一些脉冲输出波形图。40kv高压脉冲波形图:
40kv1kHz脉冲输出波形图:
突发模式20个脉冲突发频率为100kHz,来不及充电,所以有电压跌落,处理了很久也没有解决。可能是这种结构所限制吧。可以说这个也算是整个毕设中的一个遗憾吧。
400ns脉宽20kv脉冲输出试验
方波脉冲释放用于罗丹明溶液处理试验,不同波形参数图。
罗丹明溶液采样颜色对比图
电路的实物图:
很多原理包括仿真试验都没有放出来,主要是做的太丑了。这些东西给大家分享下,希望大家多多指导哟~~~