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脈沖電流源廣泛應用于核爆炸模擬中
閱讀：346 發(fā)布時間：2021-9-16
脈沖電流源作為脈沖功率技術的典型代表，在電磁發(fā)射、核聚變、新興強激光、高能電子與離子加速器、等方面的應用非常廣泛。由于其脈沖寬度能夠達到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，是脈沖功率技術的典型應用。廣泛應用于核爆炸模擬、受控核聚變試驗、脈沖激光器、高功率微波、電磁發(fā)射及推進、電磁成形等領域中。其直接表征參數(shù)包括脈沖電流幅度、脈沖寬度、上升時間、下降時間等。
脈沖電流源開關電源調制方式主要有三種：恒頻變寬的脈沖寬度調制（PWM）、恒寬變頻的脈沖頻率調制（PFM）和混合調制（PWM-PFM）方式。PWM應用較為廣泛，特點是控制方法簡單、噪聲低、滿負載時效率高且能工作在連續(xù)導電模式，但在輕載時效率低、諧波較大；PFM具有靜態(tài)功耗小、輕負載下效率高的優(yōu)點，但它沒有限流的功能，也不能工作于連續(xù)導電模式，其工作頻率不固定，給開關電源濾波器的設計帶來困難，另外，PFM集成芯片相比PWM價格要貴；混合式調制方式雖然在一定程度上兼有PWM和PFM的優(yōu)點，但也并不能*避免兩種調制方式的缺點，并且電路設計復雜。
其工作原理是基于恒寬恒頻的脈沖控制信號，在輸出電壓低于設定輸出值時，每個時鐘周期都輸出恒寬恒頻的脈沖控制信號；而當輸出電壓高于設定輸出值時，一部分時鐘周期將被跨過，在被跨過的時鐘周期里，禁止輸出恒寬恒頻的脈沖控制信號，功率管將一直處于關斷狀態(tài)，這種調制模式是通過調節(jié)跨過的周期數(shù)來穩(wěn)定輸出電壓。采用PSM調制模式的開關電源工作在輕負載時，比常規(guī)的PWM調制模式的開關效率高，頻率特性好，負載響應速度快，功率管開關次數(shù)少，具有抗*力強，EMI影響小、結構簡單等優(yōu)點。