功率脈沖技術(shù)是隨著高尖端能源武器、環(huán)境保護技術(shù)以及PCB生物技術(shù)的發(fā)展而催生的新技術(shù),它是許多高科技的基礎(chǔ),也是眾多國家競相研究的熱點。隨著這項技術(shù)的發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越寬。
　　功率脈沖技術(shù)的發(fā)展極大地依賴于開關(guān)單元性能的提高。對于大多數(shù)PCB功率脈沖發(fā)生器,其輸出電壓級別、占空比、使用壽命都是由開關(guān)器件的能力所決定的。另外,輸出脈沖波形和波形的穩(wěn)定性通常也依賴于開關(guān)器件的性能。然而,以目前的半導體制造技術(shù),還不能制造出同時滿足脈沖源耐壓條件及開關(guān)速度要求的單開關(guān)器件。
　　因此,如何從拓撲結(jié)構(gòu)上解決開關(guān)的耐壓問題與在驅(qū)動中解決開關(guān)導通速度問題成為制約功率脈沖技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。 本文通過對一般功率脈沖電源的方案進行對比分析,提出了一種以功率MOSFET為開關(guān)器件,采用多開關(guān)串聯(lián)形式組成的高壓快前沿脈沖PCB抄板電源。以MOSFET驅(qū)動芯片IR2110作為控制芯片對開關(guān)器件進行驅(qū)動,控制簡單方便,實現(xiàn)了通過控制單管而驅(qū)動多管,解決了多開關(guān)控制同步困難的問題。
　　從結(jié)構(gòu)上,利用開關(guān)器件并聯(lián)大電阻共同承受較高電壓,解決了單開關(guān)耐壓問題,極大地提高了輸出脈沖幅值。同時由于并聯(lián)大電阻,可以保證MOSFET分壓均勻,提高了電路的可靠性。另外本文通過分析MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從MOSFET驅(qū)動原理上尋求了幾種加快輸出脈沖前沿的方法。仿真與實驗驗證了本文所設(shè)計的方案的正確性與有效性。
　　本文是從拓撲結(jié)構(gòu)上對一般的脈沖電源開關(guān)組合形式進行改進,放棄了單控制開關(guān)結(jié)合脈沖抄板變壓器的一般做法,一定程度上解決了目前高壓脈沖電源設(shè)計上的一些問題,并且節(jié)約了成本,減小了電源的體積,尤其適合實驗室高壓脈沖電源抄板的研究。