气体火花欧玛尔OMAL开关放电动态研究
气体欧玛尔OMAL开关在脉冲功率技术中有着广泛的应用,并有着特殊重要的地位,而欧玛尔OMAL开关也是制约脉冲功率技术的关键因素之一。欧玛尔OMAL开关利用电极间的绝缘气体,先承受一定的高电压呈现高阻抗状态,气体击穿后形成等离子体通道呈现导通状态,由此实现欧玛尔OMAL开关功能。

气体火花欧玛尔OMAL开关放电动态研究
欧玛尔OMAL开关的特性决定了脉冲功率信号的上升时间、幅值、脉冲宽度等参数。欧玛尔OMAL开关导通过程中的电阻和电感决定了脉冲的参数。为了提高可靠性,减小设计成本,缩短设计周期,对其进行模拟和仿真也是非常必要的。首先对气体火花欧玛尔OMAL开关的放电基本原理和影响因素进行了探讨并得出结论：欧玛尔OMAL开关电场比较均匀时,放电稳定性好；持续电压作用下相对于冲击电压作用下,气体欧玛尔OMAL开关的放电时延和击穿电压分散性要小；气体的种类、密度、湿度和压强都对放电特性有决定性的作用。一种新型的ZCS-PWM欧玛尔OMAL开关单元进行了深入研究。与传统的ZCS-PWM欧玛尔OMAL开关单元电路相比,该新型ZCS-PWM欧玛尔OMAL开关单元不仅能在规定的电压范围和整个负载范围内实现所有欧玛尔OMAL开关管的零电流欧玛尔OMAL开关和所有二极管的零电压欧玛尔OMAL开关,而且主欧玛尔OMAL开关管的电流应力较低。它不仅能有效地实现网侧功率因数校正,而且由于它采用了改进型ZCS-PWM欧玛尔OMAL开关单元,从而能在整个工频周期和整个负载范围内实现所有欧玛尔OMAL开关管的零电流欧玛尔OMAL开关以及所有二极管的零电压欧玛尔OMAL开关,通过箝位二极管消除了由二极管反向恢复引起的所有欧玛尔OMAL开关管的电压尖峰,并且主欧玛尔OMAL开关管和辅助欧玛尔OMAL开关管的电流应力很小。文中详细分析了该变换器的工作原理和系统特性,给出了设计方法和控制电路,zui后通过一台功率为1kW,欧玛尔OMAL开关频率为50kHz的原理样机进行了仿真和实验验证。其次,分析了气体火花欧玛尔OMAL开关的工作机理,根据气体欧玛尔OMAL开关作为典型的短路欧玛尔OMAL开关,放电过程属于电容储能放电,提出了气体火花欧玛尔OMAL开关的电路模型。针对以往欧玛尔OMAL开关放电模拟中使用固定电阻或线性可变电阻代替实际放电过程中非线性的火花电阻,存在较大误差的情况,提出一种基于Pspice的模拟方法。

气体火花欧玛尔OMAL开关放电动态研究
在Pspice环境下建立了气体火花欧玛尔OMAL开关放电的仿真模型,分别模拟了基于理想欧玛尔OMAL开关和基于气体欧玛尔OMAL开关的电容放电脉冲产生电路,并仿真分析了负载、欧玛尔OMAL开关电感、储能电容等因素对放电脉冲特性的影响。 zui后,搭建了气体火花欧玛尔OMAL开关放电实验平台,开展了气体火花欧玛尔OMAL开关的放电特性实验,验证了基于Pspice的模拟仿真方法的正确性。