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目录目录 0摘要 (1)一、脉冲功率技术的发展历史及现状 (2)二、脉冲功率技术的储能技术 (4)2.1惯性储能 (4)2.1.1直流发电机 (5)2.1.2单极脉冲发电机（HPG） (5)2.1.3同步发电机 (6)2.1.4主动补偿脉冲发电机 (7)2.2电容储能 (8)2.2.1电容器组放电 (8)2.2.2电容器组放电技术要点 (8)2.3电感储能 (9)2.3.1电感与电容器储能密度比较 (9)2.3.2电感储能的缺点 (10)三、串联谐振CCPS恒流充电 (11)3.1串联谐振CCPS概述 (11)3.2串联谐振CCPS工作原理 (11)3.3串联谐振CCPS恒流充电的MATLAB仿真 (14)总结 (16)参考文献 (17)脉冲功率技术摘要所谓脉冲功率技术是指将很大的能量（通常为几百千焦耳至几十兆焦耳）储存在储能元件中通常为电容器、电感器等, 然后通过快速开关（动作时间在毫微秒左右）将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上, 以得到极高的功率（兆瓦左右）。
脉冲功率技术研究的主要内容是如何经济地和可靠地储存能量, 并将大能量和大功率有效地传输到负载上。
不断提高的能量、功率、上升时间和平顶度、重复率、稳定性和寿命的要求, 给脉冲功率技术提出了一系列的科学技术问题。
本文介绍了，给储能元件电容充电的一种恒流充电电源，分析了CCPS充电的原理以及实现问题。
关键词：脉冲功率，CCPS,恒流充电，储能技术脉冲功率技术及其应用一、脉冲功率技术的发展历史及现状脉冲功率技术（PPT,Pulsed Power Technology）正式作为一个独立的部门发展,还是近几年的事。
事实上作为脉冲功率技术基础的脉冲放电, 早就存在于大自然中。
而对脉冲放电的研究则开始于研究天然雷电特性, 以及它对输电线路、建筑物危害及其防护措施。
当时这种放电仅限于毫秒级和微秒级。
四十年代末期, 就有人开始注意到亚微秒及毫微秒级的高压强流脉冲放电形式。
高功率脉冲马克思发生器摘要脉冲是短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量。
脉冲功率技术是一门新兴的技术。
从上世纪70年代后期，随着核物理技术、电子束、加速器、激光、放电理论和等离子体技术的研究和日益广泛的应用，脉冲功率技术才得到重视和迅速的发展。
本论文首先介绍了仿真软件Multisim的发展以及在电路模拟方面的各种功能，然后介绍了高功率脉冲技术的发展、应用和MARX发生器的原理，同时结合Multisim设计电路，最后对MARX发生器的元件参数和仿真结果进行了研究。
本课题是通过对高功率脉冲技术知识的了解，利用Multisim软件设计出基本的MARX发生器的电路，然后对其进行仿真，最后通过对开关等元件参数的调整设计出一套能产生高功率脉冲电压的MARX发生器。
关键词：高功率脉冲技术；MARX发生器；MultisimAbstractPulse mutation is a short time, then quickly returns to its initial values of physical quantities. Pulsed power technology is a new technology. In the later than 1970s ,as nuclear technology, electron beam, accelerator, laser, discharge theory and plasma technology has been widely research and application of pulse power technology to get attention and rapid development. This thesis firstly introduces the development of simulation software, Multisim and various functions in the circuit simulation, and then introduces the development and application of high power pulse technology and the principle of MARX generator, at the same time, combined with Multisim circuit design, the components of MARX generator parameters and simulation results are studied.This topic is through the understanding of the high power pulse technology, using the Multisim software to design the basic circuit of MARX generator, then carries on the simulation, finally through the adjustment of the switch element parameters, such as design a set of MARX generator can generate high power pulse voltage.Key words：High Pulsed Power Technology ; MARX generator ; Multisim目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2高功率脉冲技术研究意义及现状 (1)1.3本课题研究的主要内容 (2)2 马克思发生器相关理论 (3)2.1马克思发生器的概述 (3)2.2马克思发生器的原理 (3)主要元件及其功用 (4) (6) (7)2.3马克思发生器的充电过程分析 (10)2.4马克思发生器的放电过程分析 (10)3 MULTISIM 简介 (13)3.1M ULTISIM的概述 (13)M ULTISIM的主窗口界面 (13) (13)工具栏 (17)3.2M ULTISIM对元器件的管理 (18)3.3输入并编辑电路 (19)3.3.1设置M ULTISIM的通用环境变量 (19)3.3.2取用元器件 (19)3.3.3将元器件连接成电路 (20)3.4虚拟仪器及其使用 (20)3.5M ULTISIM的优势和特点 (21)M ULTISIM的特点 (21) (23)M ULTISIM附加功能 (24)4 基于MULTISIM的高功率脉冲MARX发生器 (25)4.1元件选择与参数设定 (25)4.2电路图设计 (28)4.3马克思发生器运行及结果仿真 (28)发生器运行的电路变化 (28)4.3.2仿真结果 (29)4.4结果分析 (30)4.5其他实验电路图 (31) (31) (32)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)附录A英文原文 (37)附录B中文翻译 (49)1 绪论1.1 课题背景利用NI Multisim11可实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便的对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，元器件种类不受限制，成本低、速度快、效率高；所设计的电路可直接在产品中使用。
2007年9月 高 能 量 密 度 物 理第3期300kJ Marx发生器的结构设计韩文辉,丰树平,戴英敏,计 策,关永超,曹文彬(中国工程物理研究院流体物理研究所108室,四川绵阳 621900) 摘 要:对300kJ Marx发生器的线路及总体结构设计、绝缘设计和主要零部件的模块设计进行了介绍。
根据300kJ Marx发生器的主要性能指标要求,采用S型线路为基础的带电阻性触发的混合型线路和层叠式布置方式,完成绝缘计算和主要部件模块化设计。
设计结果为:2.7m×1.3m×2.6m的机芯悬吊在内部尺寸为5m×3m×4.8m的油箱中。
调试实验结果表明,300kJMarx发生器工作运行达到设计要求。
关键词:Marx发生器;结构设计;绝缘设计1 引 言 300kJ Marx发生器作为脉冲功率实验平台的第一级储能器,对可靠性(不发生自击穿的概率)和建立时间抖动两个技术指标要求非常高。
Marx主要性能指标:标称电压为6MV;最大储能为300kJ;电压效率≥85%;建立时间抖动<20ns;可靠性>98%。
为减小回路电感及便于安装与维修,要求Marx结构紧凑、储能密度高、结构模块化。
Marx性能的好坏主要取决于主要器件(电容器、火花隙开关)性能、Marx线路类型和布置方式选取、Marx的结构设计[1]。
主要器件选用如下:采用电感<40n H,质量<50kg的100kV/1μF脉冲电容器;火花隙开关采用自行研制的200kV、150kA击穿特性好的小电感环形场畸变开关[2],开关电感<100n H,所有开关采用串联充气以减少气路管道进出端口;充电、接地、触发电阻为两端配置密封电极、内充硫酸铜溶液的聚氯乙烯软管制作的水电阻,所有水电阻制作时必须保证质量,避免气泡聚集于内管壁,文献[3]报道因气泡导致水电阻损坏,出现沿面放电现象。
线路类型和布置方式采用了以S型线路为基础的带电阻性触发的混合型线路和层叠式布置方式,采用正负电极充电,可使火花隙开关数量减少一半。
