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脉冲电流源广泛应用于核爆炸模拟中

武汉普赛斯仪表有限公司

2021/9/16 14:15:47
  脉冲电流源作为脉冲功率技术的典型代表,在电磁发射、核聚变、新兴强激光、高能电子与离子加速器、等方面的应用非常广泛。由于其脉冲宽度能够达到ms级别,脉冲峰值电流可从几千安培到兆安培。是由慢储能快释放而形成的高功率源,是脉冲功率技术的典型应用。广泛应用于核爆炸模拟、受控核聚变试验、脉冲激光器、高功率微波、电磁发射及推进、电磁成形等领域中。其直接表征参数包括脉冲电流幅度、脉冲宽度、上升时间、下降时间等。
  脉冲电流源开关电源调制方式主要有三种:恒频变宽的脉冲宽度调制(PWM)、恒宽变频的脉冲频率调制(PFM)和混合调制(PWM-PFM)方式。PWM应用较为广泛,特点是控制方法简单、噪声低、满负载时效率高且能工作在连续导电模式,但在轻载时效率低、谐波较大;PFM具有静态功耗小、轻负载下效率高的优点,但它没有限流的功能,也不能工作于连续导电模式,其工作频率不固定,给开关电源滤波器的设计带来困难,另外,PFM集成芯片相比PWM价格要贵;混合式调制方式虽然在一定程度上兼有PWM和PFM的优点,但也并不能*避免两种调制方式的缺点,并且电路设计复杂。
  其工作原理是基于恒宽恒频的脉冲控制信号,在输出电压低于设定输出值时,每个时钟周期都输出恒宽恒频的脉冲控制信号;而当输出电压高于设定输出值时,一部分时钟周期将被跨过,在被跨过的时钟周期里,禁止输出恒宽恒频的脉冲控制信号,功率管将一直处于关断状态,这种调制模式是通过调节跨过的周期数来稳定输出电压。采用PSM调制模式的开关电源工作在轻负载时,比常规的PWM调制模式的开关效率高,频率特性好,负载响应速度快,功率管开关次数少,具有抗*力强,EMI影响小、结构简单等优点。

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