文獻標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200217
中文引用格式： 張迪，張東來，王子才，等. 一種新型超高壓直流等離子體變換器研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(7)：122-126.
英文引用格式： Zhang Di，Zhang Donglai，Wang Zicai，et al. A novel ultra-high voltage plasma power converter[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(7)：122-126.
0 引言
等離子體的應(yīng)用已經(jīng)擴展到航空領(lǐng)域。美國、俄羅斯、歐盟等航天大國對等離子體在航空中的應(yīng)用進行了廣泛深入的研究，等離子體在航空中的應(yīng)用主要集中在飛機減阻、隱身和提高發(fā)動機性能上[1-4]。
等離子體電源系統(tǒng)主要由等離子體發(fā)生器、電源系統(tǒng)、儲供系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。目前，等離子體在航空應(yīng)用中的研究主要集中在等離子體產(chǎn)生機理、等離子體特征參數(shù)診斷與控制、等離子體發(fā)生器和等離子體電源系統(tǒng)小型化等方面。等離子體電源系統(tǒng)將一次電源轉(zhuǎn)換為超高壓直流電源和等離子體發(fā)生器所需的其他負(fù)偏置電源。與傳統(tǒng)工業(yè)等離子電源不同，航空等離子電源對效率和功率密度提出了極高的要求。面向超高壓變換需求，高升壓比所需的變壓器結(jié)構(gòu)，需要同時兼顧體積和絕緣強度[5-8]。
在超高壓等離子體電源系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)入x子體電壓達到幾千伏以上時，受到變壓器絕緣繞組過程、半導(dǎo)體器件和整流電源電壓應(yīng)力的限制，電壓主要通過倍壓整流方式實現(xiàn)，利用增加串聯(lián)倍壓的級數(shù)來補償元件的電壓應(yīng)力[9-12]。
電壓倍增技術(shù)廣泛應(yīng)用于激光、離子加速器、超高壓電子顯微鏡以及醫(yī)用X射線等高壓小電流的應(yīng)用場合。在變換器內(nèi)部充入SF6實現(xiàn)高壓絕緣，利用單相Cockroft Walton電壓倍增器可實現(xiàn)600 kV/10 mA的超高壓直流輸出，而隨著輸出功率的進一步提高，容易導(dǎo)致輸出電壓紋波和輸出電壓跌落，而改進型全波Cockroft Walton電壓倍增器實現(xiàn)了600 kV/15 mA的超高壓直流輸出，實現(xiàn)了極高的電壓穩(wěn)定度與極低的輸出電壓紋波[13]。
為了提高電源的輸出功率并降低系統(tǒng)的體積，本文提出了一種帶有多倍壓整流的新型超高壓諧振功率變換器。
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作者信息:
張 迪1，2，張東來3，王子才1，張 華2，張 瑩4
(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150001；
2.深圳航天科技創(chuàng)新研究院 電力電子所，廣東 深圳518057；
3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳) 機電工程與自動化學(xué)院，廣東 深圳518055；
4.深圳航天東方紅海特衛(wèi)星有限公司，廣東 深圳518057)