【正文】 U0，G3被3U0的過電壓擊穿?？深愅?，二極管G1，G2，G3，…，Gn依次在U0，2U0，3U0，…，nU0作用下都被擊穿，把原本并聯(lián)充電的電壓U0串聯(lián)放電使之倍增，通過主開關Gs輸出nU0高電壓脈沖。Marx發(fā)生器的輸出電壓總是與充電電壓極性相反。本章通過對脈沖電源的總體結構、單模塊結構、各元器件的參數(shù)選擇、多模塊結構和Marx發(fā)生器的介紹來理解脈沖電源不同層次的結構形式。第四章 脈沖電源單個模塊結構的saber仿真PFS 中各功率元件均相關，因此對吸能電阻R和調(diào)波電抗L的不同選擇，不易給出精確的參數(shù)要求，這里電容量C固定，通過仿真，比較各器件在不同的吸能電阻R和調(diào)波電抗L下PFS輸出波形的特征，由此確定一個相對合理的元件參數(shù)?，F(xiàn)在聯(lián)系單模塊仿真，比較不同的吸能電感量L與電阻值R下的放電波形來計算L和R。如圖41是saber仿真的電路原理圖。其中設置的參數(shù)如下，電容量為 C=150100181。F，內(nèi)阻設成1m?；起始調(diào)波電抗L = 25μH；，共計2μH、 1m? 的集中負荷作為電阻；續(xù)流回路的二極管是理想二極管；開始的吸能電阻值為20m?；在電路下角加了接地；圖41 saber仿真的電路原理圖電容初始值電壓設置為5000V；開關SEQ的condition設置為on；至于運行狀態(tài)，經(jīng)過多次調(diào)試，發(fā)現(xiàn)初始步長（Time Step）設置為1微秒，瞬態(tài)分析的終止時間（End Time）設置為10毫秒時顯示出來的圖是最合適，最容易觀察的。圖42 運行時間、步長時間設定示意圖通過對單模塊的saber仿真，我們得出脈沖電流的波形圖43 電路原理圖中脈沖電流波形圖圖44 脈沖電流波形圖從圖中我們可以看出，脈沖電流達到峰值僅需600微秒左右，基本上可以滿足電磁發(fā)射對脈沖電流的需求。我們也可以通過電路中其他支路的電流、電壓隨時間的變化情況來進一步熟悉脈沖電源主電路拓撲結構的工作原理。圖45為線n_01的電流波形圖圖45 線n_01的電流波形圖圖46為25u電感左節(jié)點處的電流波形圖圖46 下圖為25u電感左節(jié)點處的電流波形圖圖47為線n_02的電壓波形圖圖47 線n_02的電壓波形圖圖48為線n_02的電流波形圖圖48線n_02的電流波形圖圖49為2u電感上點處的電流波形圖圖49 2u電感上點處的電流波形圖由于八模塊仿真和Marx發(fā)生器的過程和內(nèi)容與單模塊極為類似，只是電壓和電流的數(shù)值更大一些，故在此不多做仿真過程詳細闡述。本章通過詳細闡述了用saber仿真后的脈沖電源主電路拓撲結構的各支路電流電壓波形圖來對其深入理解。第五章 總結和展望電磁發(fā)射作為一種新興的發(fā)射技術，雖然起步較晚，發(fā)展歷史比較短，但發(fā)展空間和潛力非常大，在現(xiàn)代軍事領域和能源領域扮演著舉足輕重的作用。與此同時，世界上各個國家在電磁發(fā)射上面投入越來越多的資金，逐漸把電磁發(fā)射放在軍事發(fā)射領域中的重心地位，因而電磁發(fā)射在相關領域所占用的市場份額也越來越大。未來的一段時間內(nèi)，它仍將是各國研究的熱點之一。在這樣的前提和背景之下，電磁發(fā)射的能源提供方——脈沖電源的設計就顯得越來越重要。而本篇論文主要研究了脈沖電源設計的主電路拓撲結構相關內(nèi)容，具體內(nèi)容包括如下：（1）分析了當前電磁發(fā)射技術和脈沖電源的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應用，介紹了目前電磁發(fā)射的主要形式和脈沖功率源的主要形式。（2）分析了脈沖電源的原理，介紹了脈沖電源電路的等效模型，電磁發(fā)射對脈沖電源的要求以及本文所采用的拓撲形式。（3）介紹了脈沖電源的總體結構，詳細闡述了主電路拓撲結構中單個模塊的結構圖以及其中的各個參數(shù)的選擇，同時介紹了多模塊串聯(lián)結構和Marx發(fā)生器結合開關管的情況。（4）分析了脈沖電源主拓撲結構用saber仿真過程中各個仿真參數(shù)（如步長時間、瞬態(tài)分析終止時間等）的選定，描述了電路不同支路的電流電壓的波形圖，分析了此波形如何符合電磁發(fā)射要求的。本文只是完成了脈沖電源主電路拓撲結構的單模塊的設計以及仿真，其支路電壓電流波形只是基本完成電磁發(fā)射技術的要求，對于多模塊串聯(lián)結構和Marx發(fā)生器的仿真只是基本介紹和理論分析，并未做具體的仿真和實驗研究，對于里面可能出現(xiàn)一些其他未知問題也不得而知。所以未來脈沖電源領域的進一步研究還會面臨很多困難和挑戰(zhàn)，需要更多的人去探索。本文存在與此相關不足之處，有待于更進一步的研究和探索。參考文獻[1].王瑩，[M].國防出版社，1994[2].王瑩. 高功率脈沖電源. 北京: 原子能出版社， 1991[3].李正瀛. 脈沖功率技術. 北京: 水利電力出版社， 1992[4]. Gennady A. Shvetsov， et al. Overview of Some Recent EML Research in Russia. IEEE Transactions on Magnetics， 2007， 43(1): 99106.[5].I. R. McNab， et al. Naval Railguns. IEEE Transactions on Magnetics， 2007， 43(1): 463468.[6].Ian R. McNab. Developments in pulsed power technology. IEEE Transactions on Magnetics， 2001，37(1): 375378.[7].W. Weck， et al. Demonstration of a superconducting inductive pulsed power supply at simulated[8].[J].上海航天，1998(3):4853.[9].李立毅，程樹康，[J].微電機，1999，32(2):2630.[10].D. Bhasavanich， et al. Demonstration of a modular， repetitivefired 1/4MJ PFN for ETC guns.IEEE Transactions on Magnetics， 1997， 33(1): 426431[11].B. D. Goodell， R. S. Ricci. BTI/Army pulse power module. IEEE Transactions on Magnetics， 1993，29(1): 958962[12].P. Lehmann. Overview of the electric launch activities at the FrenchGerman research institute of SaintLouis(ISL). IEEE Transactions on Magnetics， 2003， 39(1): 2428 load conditions. IEEE Transactions on Magnetics， 1999， 35(1): 383387[13].T. H. G. G. Weise， J. Maag， et al. National overview of the German ETC program. IEEE Transactions on Magnetics， 2003， 39(1): 3538[14].J. W. Jung， S. H. Kim， et al. Overview of ETC research in Korea. IEEE Transactions on Magnetics，2003， 39(1): 2223.[15] JIN Yunsik. Design and performance of a 300kJ pulsed power module for ETC application. IEEE Transactions on Magnetics， 2001， 31(1): 165168.[16].孟紹良. 電熱化學炮用脈沖電源及等離子體發(fā)生器電特性的研究. 博士學位論文. 南京理工大學. [17].， Singlestage Reconnection Gun [J]. Army Research Laboratory，1992.[18].， M. Widner， ， et al. Exploratory Development of the Reconnection Launcher19861990[J].IEEE Transaction on Magnetic， 199127(1):563567.[19].，2005.[20]Eleetromaehining(ISNE一12).Aaehen，Gemany:1998，(5):331一340.[21]狄士春，王濤，:機械工程師，2001，10:6一9.[21]任忠輝，宋博巖，2006，(3):29一32.[22]ZhaoWangsheng，ZhuDi， and development of nontraditional maehining in China[J].International Journal of Eleetrieal Maehining，200，(5):1一6.[23]，2005，5(143):28一31.[24]李冬黎，曹豐文，術，2002，10(10):35一38.[25]:西北工業(yè)大學出版社，2000[26]，1999，35(l):250一261[27]任忠輝，宋博巖，2006，(3):29一32.[28]，，constantvoltage halfbridge resonant power supply for capacitor ，Power Applieation，2006，5(3):343一347.[29]余艷青，王建業(yè)，2005，(2):59一63.致 謝在這里首先要感謝我的畢業(yè)設計導師梅磊老師。在整個畢業(yè)設計過程中，從開始的選題，對課題的研究方向的理解以及如何入手、查詢哪些相關文獻，到開題報告的制定以及修改，再到后期的研究中出現(xiàn)的問題及解決，都給予了我很大的幫助，每次梅老師的耐心指導和講解都使我受益良多，感慨萬分。同時，我對飛輪儲能實驗室的歐陽慧珉老師和鄧歆老師也表示十分的感謝。歐陽老師在我對畢業(yè)設計一無所知的情況下，對我進行整體方向上的指導和幫助；鄧老師在我對saber仿真軟件一竅不通的時候，給了我很多幫助，讓我對畢業(yè)設計增加了很多信心。實驗室三位老師做學問勤勤懇懇，認認真真，踏踏實實，一絲不茍，十分敬業(yè)，不僅在學術上對我?guī)椭芏?，而且在精神上更是對我激勵萬分，激發(fā)了我在學術上進一步深造的動力和潛力。在課題設計的初期，實驗室的韓世東學長、劉曉峰同學、李燁同學對我在課題上進行一定的指導和對后期論文的修改提了不少建議，讓我少走不少彎路，再次一并表示感謝。另外，我謹以此論文獻給我的父母及家人，對他們養(yǎng)育我二十幾年表示深深的謝意。最后，對所有曾經(jīng)關注、幫助我，支持過我的人表示衷心的感謝，謝謝！