Marx发生器的仿真及Pspice器件制作

Marx发生器的仿真及Pspice器件制作,林志朋dqjl_111,Marx发生器,脉冲功率技术是把“慢”储存起来的能量进行快速压缩，经转换或直接释放给负载的电物理技术，其主体是强流电子束加速器或高功率脉冲发生器，如Marx发生器。,Marx发生器,Marx发生器其最根本的工作原理是：简单概括起来就是“并联充电，串联放电”。首先利用高压直流电通过适当的电阻网络对达到一定数量级别由丌关隔离的脉冲电容器进行并联充电。然后通过指令触发使这些开关快速按顺序击穿，从而导致电容器迅速的串联起来，获得幅值很高的电压脉冲。,Marx发生器,Marx发生器的电路仿真,Marx发生器的电路仿真,开始放电,火花球隙（Sparkgap）开关及其Pspice模型,由于Cadence的Pspice没有提供火花球隙开关，所以只能自己制作。为此介绍下通过.SUBCKT命令将电路制成Pspice元件方法。,Pspice自建元器件,第1步、绘制Pspice电路图。这没什么好讲的，就介绍几个常用的库，里面有什么请自行到软件中去看：Anolog.olb，Breakout.olb(这里的器件是用来作极端测试的，如果你不清楚电路要承受的条件，可以使用)，Special.olb(特殊功能器件)，Eval.olb，Source.olb，Abm.olb以及Advanls目录下的Function.olb，Pspice.olb和Spice.olb,Pspice自建元器件,第2步、生成网表。转到File窗口，选择dsn或schematic，单击Tools-CreateNetlist，生成Pspice网表。生成元器件通常为SUBCKT类型（及子电路类型）,Pspice自建元器件,Pspice自建元器件,第3步、修改网表。有时Pspice生成的网表不能满足我们的要求，比如元件参数传递，这时需要手动修改。A.产生参数的方法有两个，一个是在生成网表前使有Special库中的SUBPARAM，其中新加的属性会自动成为元件参数。但它有一个bug，就是如果电路中使用了子电路（.SUBCKT）类型的元件，参数将无法正确传递，仿真也会报错。此时生成的网表只能通过手动修改。,Pspice自建元器件,B.第二种传递参数的方法自然就是手动修改，如果使用了Special库中的Param，可以很方便地将这些变量改为子电路参数。,Pspice自建元器件,如上图，子电路Adif使用了子电路Adif_DIFFER1，并向Adif_DIFFER1传递了参数GAIN。详细参阅Pspice语法。,Pspice自建元器件,第4步，开始菜单-PspiceAccessories-ModelEditor.打开生的Pspice网表文件.lib后缀。依次执形如图两个命令，OK就能用了。,Pspice自建元器件,第5步，如果你不喜欢默认器件的样式，可以打开Candence编辑生成器件的样子，也可以在执行上一步的第二个命时调用已有的器件样式来替代默认样式。,火花开关元器件,我作了两类火花开关:1、简单模型，本文电路中使用，考虑了电阻变化，还有击穿电压。2、复杂模型，相对于简单模型，还考虑了延时的影响，以及击穿电压的变化，但还不完整，还有好些问题，特别如果考虑超短时间时，容易发生电路发散，所以模拟时未使用。,简单火花开关元器件,简单火花开关元器件,、击穿且电源未断开时电阻为：参见文献,参见文献,简单火花开关元器件,、击穿且电源未断开后，可以近似认为电导要按指数衰减。（自己想的）,即：,由此得图中电路表达式。,复杂火花开关器件,火花延迟：,击穿电压变化,脉冲功率电源的发展方向,1、IGCT/IGBT开关2、超级电容，容量大。超级电容承压小，提供大电压较难，应尽可能使用晶体管电路使其工作电压稳定，可结合IGCT/IGBT开关,参考文献,NewmodelforultracompactcoaxialMarxpulsegeneratorsimulations，Martin,BenotandRaymond,PierreandWey,Joseph,ReviewofScientificInstruments,77,043505(2006)薛刚.高功率脉冲电源自动控制系统体系结构设计D.南京理工大学,2009.黄磊.球隙火花开关的实验研究D.华中科技大学,2007.林加金.基于脉冲变压器和Marx发生器的脉冲驱动源.国防科学技术大学