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雷电间接效应多重脉冲组电流产生装置的设计

刘宏伟 栾崇彪 袁建强 肖金水 黄宇鹏 王凌云

刘宏伟, 栾崇彪, 袁建强, 等. 雷电间接效应多重脉冲组电流产生装置的设计[J]. 强激光与粒子束, 2024, 36: 025001. doi: 10.11884/HPLPB202436.230241
引用本文: 刘宏伟, 栾崇彪, 袁建强, 等. 雷电间接效应多重脉冲组电流产生装置的设计[J]. 强激光与粒子束, 2024, 36: 025001. doi: 10.11884/HPLPB202436.230241
Liu Hongwei, Luan Chongbiao, Yuan Jianqiang, et al. Design of multiple pulse group current generation device for indirect lightning effects[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2024, 36: 025001. doi: 10.11884/HPLPB202436.230241
Citation: Liu Hongwei, Luan Chongbiao, Yuan Jianqiang, et al. Design of multiple pulse group current generation device for indirect lightning effects[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2024, 36: 025001. doi: 10.11884/HPLPB202436.230241

雷电间接效应多重脉冲组电流产生装置的设计

doi: 10.11884/HPLPB202436.230241
基金项目: 国家高技术发展计划项目
详细信息
    作者简介:

    刘宏伟,liuhongwei00@tsinghua.org.cn

    通讯作者:

    栾崇彪,luanchongbiao@163.com

  • 中图分类号: TM833

Design of multiple pulse group current generation device for indirect lightning effects

  • 摘要: 针对雷电间接效应多重脉冲组电流模拟需求,完成了雷电间接效应多重脉冲组模拟源的设计,采用20个Crowbar电路支路,通过分时放电的方式实现1个脉冲串内多脉冲输出需求,每个支路可以实现最小间隔30 ms的重复频率放电,从而实现3个脉冲串的输出需求。对放电支路的参数进行了详细设计,分析了电容、波尾电路电感、波尾电路电阻参数变化对输出特性的影响。分析了采用并联大电容实现放电电容重复频率快速充电的可行性,完成了装置的初步结构设计并结合装置结构简要分析了电路模拟参数设置的合理性。该装置建成后,可为电子、电气设备等开展测试提供技术支持。
  • 图  1  标准中的雷电间接效应多重脉冲组波形

    Figure  1.  Multiple pulse group waveforms of lightning indirect effects in the standard

    图  2  多重脉冲组试验方法

    Figure  2.  Method of multi pulse group test

    图  3  撬棒电路示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of crowbar circuit

    图  4  单个支路模拟电路图

    Figure  4.  Single branch analog circuit diagram

    图  5  模拟电流图

    Figure  5.  Single branch analog current

    图  6  分时放电输出电流模拟波形

    Figure  6.  Simulated waveform of time-sharing discharge output current

    图  7  再充电过程分析电路图

    Figure  7.  Recharging process analysis circuit

    图  8  开关续流电流波形

    Figure  8.  Switching current waveforms

    图  9  再充电电压与绝缘恢复电压

    Figure  9.  Recharging voltage and insulation recovery voltage

    图  10  装置结构示意图

    Figure  10.  Schematic diagram of device structure

    表  1  设计参数汇总

    Table  1.   Summary of design parameters

    C0/nF U0/kV L1/nH R1 TD/ns Z0 L5/nH L2/nH L3/nH Rs Rx
    56 ±25 150 0.7 25 2 10 224 81 0.02 0.041
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    表  2  设计参数偏离时的模拟结果对比

    Table  2.   Comparison of simulation results when design parameters deviate

    C1/nH inductance of wave tail/nH (Rs+Rx)/mΩ peak current/kA rising edge (10%~90%)/ns FWHM/μs
    53.2 9.82 102.5 3.91
    56.0 10.02 104.7 3.97
    58.8 10.22 106.7 4.01
    337.5 10.34 100.3 3.50
    375.0 10.02 104.7 3.97
    412.5 9.75 108.9 4.43
    0.0549 10.03 104.7 4.40
    0.0610 10.03 104.7 3.97
    0.0671 10.03 104.6 3.62
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-28
  • 修回日期:  2023-11-14
  • 录用日期:  2023-11-14
  • 网络出版日期:  2024-01-10
  • 刊出日期:  2024-01-12

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