用于可控电穿孔的分布式任意波形高压脉冲电源研制

作     者：刘源浩 李柳霞 刘毅 彭梓皇 高毅凡 林福昌 LIU Yuanhao;LI Liuxia;LIU Yi;PENG Zihuang;GAO Yifan;LIN Fuchang

作者机构：华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室武汉430074 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2025年第48卷第1期

页      面：92-101页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(No.52107151)资助 

主　　题：脉冲功率技术 分布式脉冲发生器 任意高压脉冲波形 电穿孔 

摘      要：针对电穿孔研究与应用对于特殊脉冲波形的需求,本文基于全桥逆变结构的双极性全固态Marx拓扑,提出了一种由多个标准脉冲功率模块组成的分布式任意波形高压脉冲电源。每个标准模块均包含完整的主电路、驱动电路以及控制电路,且内置了通信协议,具有单模块独立工作与多模块组合协同工作等多种工作模式。通过对模块中不同开关的状态进行控制,可以实现任意高压脉冲波形的输出。基于电源-负载匹配分析了关键器件参数对输出的影响,搭建了电源的拓扑仿真模型,验证了其正确性与可行性。在此基础上研制了可输出±8 kV、33阶电平任意波形的实验样机,并搭建出微藻电穿孔实验平台。在控制脉冲电压幅值为8kV、能量为0.4 J条件下进行多种波形的微藻电穿孔实验充分论证了该分布式电源在可控电穿孔领域的适用性。