《電磁感應式自觸發快脈衝直線變壓器驅動源研究》是依託復旦大學，由邱劍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電磁感應式自觸發快脈衝直線變壓器驅動源研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：邱劍
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Z箍縮技術是國際上慣性約束聚變的研究熱點。在各種實現Z箍縮的技術方案中，快脈衝直線變壓器驅動源（FLTD）技術以其在造價、結構以及系統複雜程度上所具有優勢，得到了各國相關研究機構的重視。隨著FLTD裝置規模的擴大，需要同步觸發的開關數目呈幾何倍數增加，同時外部觸發源數量成倍增長且控制系統複雜。本項目針對大型FLTD裝置面臨的大規模開關同步與觸發問題，提出利用FLTD反向作用原理，通過增加感應腔磁芯二次繞組作為觸發繞組，實現FLTD裝置的可靠自觸發運行，從而大量減少所需外部觸發源數量。從FLTD裝置中氣體開關的觸發要求，以及FLTD感應腔結構特點出發，分析研究上游感應腔觸發導通後，下游感應腔觸發繞組上電壓的感應過程，分析觸發繞組對FLTD系統輸出特性的影響；最佳化外觸發感應腔與自觸發感應腔的組合形式，研究自觸發過程中，實現開關閉合導通時序最優的策略; 為推動FLTD裝置的大型化奠定技術基礎。
結題摘要
由於快脈衝直線變壓器驅動源（FLTD）能夠直接產生前沿小於100ns的高功率脈衝，其在脈衝功率領域中具有廣闊的套用前景，其已成為近年來各國相關機構的研究熱點和重點發展方向。目前，針對FLTD感應腔結構及特性的研究已較為成熟，但隨著FLTD裝置規模的擴大，大規模氣體開關的同步與觸發問題已成為制約FLTD技術發展的瓶頸。因此，開展適應FLTD裝置運行特點的大規模開關同步與觸發技術研究具有重要的意義和套用價值。本項目結合國內外研究現狀，主要從自觸發技術方面對大規模開關同步與觸發技術進行研究。 本項目首先通過廣泛調研，歸納了目前FLTD裝置中所使用的各類開關特性及觸發要求，並提出了解決大規模開關同步自觸發技術的方法和思路。利用PSPICE仿真軟體對FLTD感應腔及裝置進行了系統模擬。以變壓器模型為仿真基礎，分別建立了單感應腔仿真電路和多感應腔串聯仿真電路。在自觸發技術方面，提出了基於電磁感應原理提出了兩種實現途徑：分組感應式自觸發和級聯感應式自觸發。分別對分組感應式自觸發模式和級聯感應式自觸發模式進行了介紹和原理分析。利用已知的國內外實驗結果，本文建立了1MA LTD感應腔的PSPICE模型，在該模型基礎上，建立了幾種自觸發感應腔的模型用於仿真研究。通過仿真結果對比，證明本文所建立的模型具有參考意義，能夠反映實際電路的工作過程。建立了60級感應腔串聯的LTD裝置仿真電路，研究了在大規模開關同步自觸發情況下匹配負載上的電流輸出情況，最終得到前沿約為60ns，峰值約為1MA的仿真輸出結果。初步仿真證明，通過快脈衝LTD裝置的自觸發能夠得到較為理想的輸出波形。最後通過小型原理樣機的實驗，驗證了電磁感應式自觸發方式的工程可行性。
