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脈沖電流源廣泛應(yīng)用于核爆炸模擬中
閱讀：308 發(fā)布時(shí)間：2021-9-16
脈沖電流源作為脈沖功率技術(shù)的典型代表，在電磁發(fā)射、核聚變、新興強(qiáng)激光、高能電子與離子加速器、等方面的應(yīng)用非常廣泛。由于其脈沖寬度能夠達(dá)到ms級別，脈沖峰值電流可從幾千安培到兆安培。是由慢儲能快釋放而形成的高功率源，是脈沖功率技術(shù)的典型應(yīng)用。廣泛應(yīng)用于核爆炸模擬、受控核聚變試驗(yàn)、脈沖激光器、高功率微波、電磁發(fā)射及推進(jìn)、電磁成形等領(lǐng)域中。其直接表征參數(shù)包括脈沖電流幅度、脈沖寬度、上升時(shí)間、下降時(shí)間等。
脈沖電流源開關(guān)電源調(diào)制方式主要有三種：恒頻變寬的脈沖寬度調(diào)制（PWM）、恒寬變頻的脈沖頻率調(diào)制（PFM）和混合調(diào)制（PWM-PFM）方式。PWM應(yīng)用較為廣泛，特點(diǎn)是控制方法簡單、噪聲低、滿負(fù)載時(shí)效率高且能工作在連續(xù)導(dǎo)電模式，但在輕載時(shí)效率低、諧波較大；PFM具有靜態(tài)功耗小、輕負(fù)載下效率高的優(yōu)點(diǎn)，但它沒有限流的功能，也不能工作于連續(xù)導(dǎo)電模式，其工作頻率不固定，給開關(guān)電源濾波器的設(shè)計(jì)帶來困難，另外，PFM集成芯片相比PWM價(jià)格要貴；混合式調(diào)制方式雖然在一定程度上兼有PWM和PFM的優(yōu)點(diǎn)，但也并不能*避免兩種調(diào)制方式的缺點(diǎn)，并且電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。
其工作原理是基于恒寬恒頻的脈沖控制信號，在輸出電壓低于設(shè)定輸出值時(shí)，每個(gè)時(shí)鐘周期都輸出恒寬恒頻的脈沖控制信號；而當(dāng)輸出電壓高于設(shè)定輸出值時(shí)，一部分時(shí)鐘周期將被跨過，在被跨過的時(shí)鐘周期里，禁止輸出恒寬恒頻的脈沖控制信號，功率管將一直處于關(guān)斷狀態(tài)，這種調(diào)制模式是通過調(diào)節(jié)跨過的周期數(shù)來穩(wěn)定輸出電壓。采用PSM調(diào)制模式的開關(guān)電源工作在輕負(fù)載時(shí)，比常規(guī)的PWM調(diào)制模式的開關(guān)效率高，頻率特性好，負(fù)載響應(yīng)速度快，功率管開關(guān)次數(shù)少，具有抗*力強(qiáng)，EMI影響小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。