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磁开关

高技术通讯 1991年第10期 42-42页

作者：孙光西盈

日本、苏联和美国研究人员已用超导体制成依靠磁能束而不是电子的"电路",其开关速度为等效电子电路的数百倍。称为磁通量子的磁束类似于电子——可能存在的最小电荷,是可存在于超导体中的最小磁能,其大小取决于磁场强度。磁束与电子均... 详细信息

日本、苏联和美国研究人员已用超导体制成依靠磁能束而不是电子的"电路",其开关速度为等效电子电路的数百倍。称为磁通量子的磁束类似于电子——可能存在的最小电荷,是可存在于超导体中的最小磁能,其大小取决于磁场强度。磁束与电子均可沿电路传送信号,但磁通量子在普通金属中不可能被观察到,因为只要有电阻,磁通量子即被散射而消失。就实用而言,磁束仅能存在于超导体中。

关键词：磁通量子磁束超导体磁路磁开关磁脉冲压缩器

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磁开关在强脉冲能源模块中的设计和应用

高电压技术 2011年第12期37卷 2945-2951页

作者：刘刚李黎林福昌曾晗蔡礼齐向东华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

强脉冲能源模块主放电回路中使用两电极开关时,必须借助触发装置输出1个高频高压脉冲施加在开关电极两端形成过压触发。为了保证开关的可靠触发以及保护能源模块中的预电离支路和氙灯负载等关键元件,主放电回路中必须加磁开关以隔离触... 详细信息

强脉冲能源模块主放电回路中使用两电极开关时,必须借助触发装置输出1个高频高压脉冲施加在开关电极两端形成过压触发。为了保证开关的可靠触发以及保护能源模块中的预电离支路和氙灯负载等关键元件,主放电回路中必须加磁开关以隔离触发高压。因而该文从分析实际主放电回路的工作原理入手,提出了采用铁基纳米晶的磁开关应用于能源模块主放电回路的解决方案,给出了设计和实现磁开关的理论计算依据和材料选择方法。通过对磁开关实物在能源模块样机上的性能实测,证明磁开关能够有效地隔离100kV的脉冲高压,在额定工况下的饱和时间为0.3μs,饱和电感为0.6μH。该研究为磁开关在大型脉冲功率装置中的工程设计和应用提供了参考。

关键词：磁开关脉冲功率软磁材料磁滞回线饱和时间饱和电感

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磁开关作为脉冲驱动源主开关的实验研究

强激光与粒子束 2013年第7期25卷 1835-1838页

作者：李嵩钱宝良杨汉武高景明刘朝夕国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

使用矩形截面磁芯研制了一台磁开关作为脉冲驱动源的主开关,并利用电容器放电法对磁芯不同位置处的磁滞回线进行了测量。结果表明,短边和长边测量得到的磁滞回线均能够适应磁开关需求,不同的励磁位置对磁滞回线形状的影响有限。设计了... 详细信息

使用矩形截面磁芯研制了一台磁开关作为脉冲驱动源的主开关,并利用电容器放电法对磁芯不同位置处的磁滞回线进行了测量。结果表明,短边和长边测量得到的磁滞回线均能够适应磁开关需求,不同的励磁位置对磁滞回线形状的影响有限。设计了基于该磁芯的磁开关,使用PSpice软件进行了数值模拟,结果与理论分析相一致。结合卷绕型带状脉冲形成线,对磁开关作为脉冲驱动源主开关进行了实验研究。结果表明研制的磁开关实现了主开关功能,在1.1Ω的低阻抗负载上获得了峰值电压9V、上升沿80ns、脉冲半高宽230ns的准方波脉冲输出。

关键词：脉冲功率技术磁开关主开关磁滞回线固态脉冲驱动源

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脉冲压缩电路磁开关动态特性

强激光与粒子束 2012年第4期24卷 859-862页

作者：饶俊峰邱剑刘克富复旦大学电光源研究所上海200433

提出在典型一阶磁脉冲压缩电路的基础上,测取磁芯在实际工作条件下的动态磁滞回线和饱和磁导率等磁参数,再根据所获得的动态参数指导磁开关设计,进行一阶磁压缩实验。实验选取国内外被广泛应用的非晶磁芯和纳米晶磁芯进行测试,根据实测... 详细信息

提出在典型一阶磁脉冲压缩电路的基础上,测取磁芯在实际工作条件下的动态磁滞回线和饱和磁导率等磁参数,再根据所获得的动态参数指导磁开关设计,进行一阶磁压缩实验。实验选取国内外被广泛应用的非晶磁芯和纳米晶磁芯进行测试,根据实测动态磁参数设计磁开关。实测结果表明:用国产非晶磁芯做磁开关可得到上升沿73ns、电压幅值28.3kV、半高宽为503ns的脉冲,用日本产的纳米晶磁芯做磁开关可得到上升沿30ns、电压幅值28.4kV、半高宽为193ns的脉冲。

关键词：动态磁特性磁开关快脉冲饱和翻转速度

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μs级脉冲激励下磁开关磁芯磁特性

高电压技术 2009年第1期35卷 87-92页

作者：张东东严萍王珏周媛邵涛中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

为测试磁开关磁芯在μs级脉冲激励下的磁特性,设计并制作了基于没有附加磁芯复位电路的单级磁脉冲压缩系统,3块被测磁芯分别代表铁基非晶、Ni-Zn和Mn-Zn 3种软磁材料。磁芯的磁滞回线由测量所得的磁开关两端电压和电流数据经计算得到,... 详细信息

为测试磁开关磁芯在μs级脉冲激励下的磁特性,设计并制作了基于没有附加磁芯复位电路的单级磁脉冲压缩系统,3块被测磁芯分别代表铁基非晶、Ni-Zn和Mn-Zn 3种软磁材料。磁芯的磁滞回线由测量所得的磁开关两端电压和电流数据经计算得到,由磁滞回线可知这3种软磁材料在μs脉冲激励下的各种特性参数。通过分析比较这些特性参数可知:铁基非晶磁芯具有最大的磁通跳变,同样的V-s积和匝数时,铁基非晶磁芯所需体积最小;Mn-Zn铁氧体磁芯具有最小的能量损耗,适合高重复频率下的应用;Ni-Zn铁氧体磁芯饱和后的相对磁导率最低,适用于较高压缩增益的磁压缩电路中。

关键词：脉冲功率磁脉冲压缩磁开关磁滞回线可饱和脉冲变压器软磁材料

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基于磁开关的高压高频脉冲陡化电路的设计

高电压技术 2006年第2期32卷 45-47页

作者：杨平文远芳胡希伟叶才勇华中科技大学电气学院武汉430074

根据磁开关技术和磁脉冲压缩的原理,设计了一种高压高频脉冲陡化电路。该电路将峰值5 kV、重复频率5 kHz的电压脉冲进行陡化,使其脉冲上升沿由50μs陡化为40 ns。分析了磁开关陡化脉冲的原理和设计方法,并建立了电路的PSPICE仿真模型,... 详细信息

根据磁开关技术和磁脉冲压缩的原理,设计了一种高压高频脉冲陡化电路。该电路将峰值5 kV、重复频率5 kHz的电压脉冲进行陡化,使其脉冲上升沿由50μs陡化为40 ns。分析了磁开关陡化脉冲的原理和设计方法,并建立了电路的PSPICE仿真模型,仿真结果表明,磁开关可有效陡化高压高频脉冲。

关键词：脉冲陡化磁开关磁脉冲压缩重复频率

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能源模块磁开关工作特性分析

中国电机工程学报 2012年第36期32卷 142-148,2页

作者：刘毅林福昌冯希波李黎刘刚强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

为保证气体开关可靠触发和其他器件的绝缘安全,神光III能源模块的主放电回路采用磁开关来隔离触发电压,能源模块选择铁基纳米晶环形磁芯作为磁开关。为验证磁开关在能源模块中的工作特性,建立了与工况类似的基于电容放电型测试平台,获... 详细信息

为保证气体开关可靠触发和其他器件的绝缘安全,神光III能源模块的主放电回路采用磁开关来隔离触发电压,能源模块选择铁基纳米晶环形磁芯作为磁开关。为验证磁开关在能源模块中的工作特性,建立了与工况类似的基于电容放电型测试平台,获得高、低铁基纳米晶材料在一定磁化速率、磁感应增量下的平均相对脉冲磁导率和伏秒积,理论推导了磁开关在能源模块中的平均非饱和电感、饱和电感和饱和时间。理论计算和实测结果表明,能源模块中磁开关的平均非饱和电感约为14 H、饱和电感约为0.6 H、饱和时间约为0.70 s,满足工程设计要求。低剩磁铁基纳米晶材料较高剩磁铁基纳米晶材料更适合作为能源模块磁开关的磁芯。

关键词：能源模块气体开关磁开关铁基纳米晶磁化曲线

基于磁开关和带状线的长脉冲超低阻抗脉冲发生器(英文)

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强激光与粒子束 2010年第9期22卷 2214-2218页

作者：杨实钟辉煌钱宝良杨汉武孟志鹏国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

设计了一台基于磁开关和带状线的超低阻抗长脉冲脉冲发生器。设计输出脉冲电压20kV,电流40kA,脉宽230ns,由初级储能系统、脉冲变压器、磁开关、带状脉冲形成线、轨道开关和负载组成。脉冲发生器的关键设备是40kV级磁开关,它能将40kV,10... 详细信息

设计了一台基于磁开关和带状线的超低阻抗长脉冲脉冲发生器。设计输出脉冲电压20kV,电流40kA,脉宽230ns,由初级储能系统、脉冲变压器、磁开关、带状脉冲形成线、轨道开关和负载组成。脉冲发生器的关键设备是40kV级磁开关,它能将40kV,10μs的脉冲压缩为40kV,2μs的脉冲;超低阻抗卷绕型带状脉冲形成线,其特性阻抗0.5Ω,电长度115ns,由铜带和聚酯薄膜卷绕而成,为全固态化脉冲形成线。在大功率匹配负载上得到了电压17.8kV,电流35.6kA,脉宽约270ns的准方波脉冲。实验结果与理论计算及数值模拟结果基本一致。

关键词：脉冲功率技术全固态化卷绕型带状脉冲形成线磁开关轨道开关

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磁开关磁芯动态参数测试及分析

强激光与粒子束 2017年第10期29卷 113-119页

作者：方旭丁臻捷浩庆松胡龙袁雪林西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

磁开关是磁脉冲压缩系统的关键部分,磁开关的磁芯性能参数直接影响到磁脉冲压缩系统的总体性能。针对磁脉冲压缩系统中磁开关磁芯应用特性,设计了回路振荡法对磁芯动态磁特性进行测量。通过测量磁开关工作电压和电流参数,计算磁芯的动... 详细信息

磁开关是磁脉冲压缩系统的关键部分,磁开关的磁芯性能参数直接影响到磁脉冲压缩系统的总体性能。针对磁脉冲压缩系统中磁开关磁芯应用特性,设计了回路振荡法对磁芯动态磁特性进行测量。通过测量磁开关工作电压和电流参数,计算磁芯的动态磁滞回线,确定饱和磁感应强度、矫顽力等动态参数。基于实验测量参数建立了包含动态磁滞回线的磁脉冲压缩电路模型,研究了磁开关动态特性对电压传递的影响。根据研究结果可得,在磁脉冲压缩系统设计中选择矫顽力较小的磁芯,可降低磁开关的能量损耗,从而保证系统具有较高的电压传递效率。

关键词：磁开关动态磁滞回线铁氧体