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脈沖碎石應用的高功率歐瑪爾OMAL開關技術的研究
自從上世紀60年代開始，隨著脈沖功率技術的發(fā)展，脈沖功率技術被廣泛的應用在國防、工業(yè)、民用等領域。歐瑪爾OMAL開關作為脈沖功率技術的核心器件，其物理參數和放電特性，直接影響到脈沖輸出波形的時延、幅值、脈沖寬度等特性。

脈沖碎石應用的高功率歐瑪爾OMAL開關技術的研究
高效、高密度是歐瑪爾OMAL開關電源發(fā)展的重要方向，有效的實現方法為提高歐瑪爾OMAL開關頻率與歐瑪爾OMAL開關速度，減小無源器件的體積。但是歐瑪爾OMAL開關速度提高會使電路中寄生參數的影響不可忽略，一方面會使寄生參數對歐瑪爾OMAL開關損耗的影響不可忽略，另一方面電路中的寄生參數影響功率變換器工作可靠性。以上問題反映了寄生參數對功率歐瑪爾OMAL開關管歐瑪爾OMAL開關特性的影響，因此文中進行了考慮電路寄生參數的歐瑪爾OMAL開關特性研究，為歐瑪爾OMAL開關電源的高頻化設計指明了方向。本文具體工作包括以下幾個方面： 建立了新型歐瑪爾OMAL開關損耗模型，模型考慮電路寄生電感的影響，同時考慮了輸出二極管反向恢復、吸收電路、功率歐瑪爾OMAL開關器件非線性工作特性對歐瑪爾OMAL開關損耗的影響，模型精度通過Saber仿真驗證。高壓脈沖碎石作為一個新型的應用，更需要一種符合其特性的高功率脈沖歐瑪爾OMAL開關，使其能夠達到高壓脈沖碎石系統(tǒng)的各項技術指標，從而能達到脈沖碎石的目的。本文主要研究滿足脈沖碎石應用的高功率氣體歐瑪爾OMAL開關。 首先根據脈沖功率技術原理，對氣體歐瑪爾OMAL開關的工作原理進行了理論分析，介紹了歐瑪爾OMAL開關各個參數的計算方法。通過理論分析、仿真結果、數學計算和具體實驗，分析了球隙距離、觸發(fā)電極距離、觸發(fā)孔直徑等歐瑪爾OMAL開關物理參數對歐瑪爾OMAL開關的擊穿電壓、觸發(fā)時延、擊穿時延等的影響。 利用Comsol Multiphyscis多物理場仿真軟件對歐瑪爾OMAL開關的物理模型進行電磁場仿真，分析歐瑪爾OMAL開關主電極間的靜態(tài)電場分布和觸發(fā)時的電場分布，觀察之間的電場變化，從而進一步了解歐瑪爾OMAL開關的擊穿原理。根據電場分布，優(yōu)化觸發(fā)電極的尺寸大小，以及觸發(fā)電極*到地電極的距離，選擇滿足脈沖碎石應用的合適的主間隙距離，設計出更適合歐瑪爾OMAL開關擊穿的物理結構。搭建歐瑪爾OMAL開關所用的實驗系統(tǒng)，設計高功率歐瑪爾OMAL開關的觸發(fā)系統(tǒng)，采集觸發(fā)時歐瑪爾OMAL開關主電極以及觸發(fā)電極間的電壓波形。分析主電極間隙、觸發(fā)孔直徑大小對歐瑪爾OMAL開關觸發(fā)時延和觸發(fā)時延分散性的影響，初步分析慢擊穿和快擊穿的區(qū)別。

脈沖碎石應用的高功率歐瑪爾OMAL開關技術的研究
所研究的理論和實驗結果將會為之后高壓脈沖碎石用歐瑪爾OMAL開關的研究與應用打下很好的基礎，對高功率氣體歐瑪爾OMAL開關的原理、放電特性的進一步研究具有一定的參考價值。