4800kV雙邊高效率沖擊發(fā)生器畢業(yè)設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上設計要求：輸出大小為4800kv的沖擊電壓發(fā)生器第一章、設計沖擊電容C1選擇：取負載為1000PF，沖擊電壓發(fā)生器的對地雜散電容和高壓引線及球隙等的電容如估計為500PF，電容分壓器的電容如估計為600PF，則總的負荷電容為C2=1000+500+600=2100PF為保證效率，沖擊電容10倍負荷電容，我們?nèi)1=10C2=21000PF=0.021uF方案選擇： 要輸出4800KV的沖擊電壓，考慮到裕度系數(shù)，老化系數(shù)等，取標稱電壓為5600KV。由于標稱電壓太大，加上脈沖電容器的容量限制，如果采用普通的MARX回路或者高效率回路，串級至少達到20級，通常級數(shù)過高，會

2、給球隙的同步帶來困難。因此采用雙邊充電的高效率回路。分14級，每級由兩個電容器串聯(lián)，每個電容器充電200KV，共2×200×14=5600KV。為了改善g2在動作時的過電壓倍數(shù)，采用2倍倍壓充電。 試驗變壓器前接調壓器，使試變輸出始終保持在額定電壓上。R0為保護電阻。IGBT驅動電路:IGBT驅動電路采用光耦隔離進行驅動，由單片機STC89C51提供輸入信號進行控制（整個電路的要求不高，程序簡單，并且芯片便宜，損壞了直接更換就行）。驅動電路的作用是講單片機的輸出脈沖進行功率放大，以驅動IGBT的正常工作。 最小應用系統(tǒng)驅動電路帶電氣隔離的IGBT驅動電路電容器選擇：上面分析

3、得到，每個電容器充電200KV，查資料找到MWF200-0.2高壓脈沖電容器。型號電壓試驗電壓電容尺寸重量MWF200-0.2200KV240KV0.2uF630mm820mm300kg 用此種電容器12級串聯(lián)，每級由兩組3個電容并聯(lián)之后的串聯(lián)在一起，沖擊電容為 C110C2，跟預設相比，相差不大，所以合適。每級單元接線如圖.沖擊電壓發(fā)生器的主要參數(shù)：標稱電壓：U1=5600KV沖擊電容：C1=0.0215uF標稱能量：波前電阻和放電電阻的計算： 由上可知。C2=2100pF波前時間 得Rf=193.40.每級rf=Rf/14=13.81。 如果考慮回路電感影響時： 得Rf=269.21.每級

4、rf=Rf/14=19.23。半峰值時間 得Rt=3057.21，每級rt=Rt/14=218.37沖擊電壓發(fā)生器的效率：因為回路中沒有Rd，所以.效率很高，證明所選電容是合理的。充電電阻和保護電阻的選擇： 當充電電阻放電的時間常數(shù)為主回路放電時間常數(shù)的10-20倍時，充電電阻不影響主回路的放電效率。在雙邊充電的高效回路中，有。取R=20rt =4368，取R=5K。保護電阻r約為充電電阻R的20倍，取r=100K。5k的電阻有兩種 0.6w和2w的充電時間的估算： 由于采用了倍壓充電回路，增加了保護電阻R0 ，R0阻值較大，取R0=r=100K,有 考慮到充電回路中C0的影響，以及其他各種影

5、響，估計T充=35秒。變壓器選擇: 充電回路由單相調壓器、試驗變壓器構成，以及整流電路構成。 單相調壓器選擇：TDZ-500/0.38試驗變壓器按脈沖電容充電時間與標稱容量進行計算，選型。并加大安全系數(shù)到3.0。試變?nèi)萘?試變電壓=根據(jù)計算結果，選擇TQSB100/200油浸式高壓試驗變壓器，其額定高壓是200kV，額定低壓是380V，額定容量為100kVA?；痉弦?。硅堆選擇：考慮到縮短充電時間，充電變壓器經(jīng)常提高10%的電壓，因此硅堆的反峰電壓為：200kV+1.1x200kV=420kV硅堆的額定電流以平均電流計算。實際充電電流是脈動的，充電之初平均電流較大，選擇硅堆用的平均電流難以計算?，F(xiàn)只能根據(jù)充電變壓器輸出的電流（有效值）來選擇硅堆。電流的有效值是大于平均值的。因此，選擇硅堆的額定電流為1A，選擇型號為2DL-100/1.5型低頻硅堆，選擇5只組成每一個整流器。第二章、仿真按照書上充放電回路分析，1、等效電路仿真 等效仿真電路圖為什么按照公式計算出來的電阻值，仿真時候產(chǎn)生波形的波前時間相差那么大。2、 倍壓電源仿真顯然20s的時候就基本能得到2倍Um。3、全電路仿真powergui參數(shù)設置。 啟動IGBT前（模擬球隙放電前），隨機選取幾個電容觀察，發(fā)現(xiàn)在9s左右基本都充電完成。 如圖，能在極短時間內(nèi)釋放出-4.9e6左右的沖擊高