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基于MOSFETs串联的研究

论文摘要

功率脉冲技术是随着高尖端能源武器、环境保护技术以及生物技术的发展而催生的新技术,它是许多高科技的基础,也是众多国家竞相研究的热点。随着这项技术的发展其应用领域也越来越宽。功率脉冲技术的发展极大地依赖于开关器件性能的提高。对于大多数功率脉冲发生器,其输出电压幅值、脉冲波形的性能、使用寿命都是由开关器件的能力所决定的。然而,以目前的半导体制造技术,还不能制造出同时满足脉冲源耐压条件及开关速度要求的单开关器件。因此,如何从拓扑结构上解决开关的耐压问题与在驱动中解决开关导通与关断速度问题成为制约功率脉冲技术发展的关键因素。本文通过对一般功率脉冲电源的方案进行对比分析,提出了一种以功率MOSFET为开关器件,采用多开关串联形式组成的高压脉冲电源。以MOSFET驱动芯片UCC27321作为控制芯片对开关器件进行驱动,通过光纤同步触发,解决了多开关控制同步困难的问题。建立电路模型并使用PSpise进行数值模拟,并据此进行了关键器件的选择,同时运用MOSFET开关构成的脉冲发生装置.试验表明少量串联MOSFET器件后可以提高开关的耐压和电流,同时不会对开关的前后沿造成太大影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 脉冲功率技术的发展
  • 1.2 开关在脉冲功率系统中的作用
  • 1.3 高重复频率开关研究的重要性
  • 1.4 固体开关技术的研究现状
  • 1.5 功率脉冲技术的应用
  • 1.6 本文的研究内容及目标
  • 2 MOSFET器件的特性介绍
  • 2.1 功率MOSFET分类
  • 2.2 场效应管的主要参数
  • 2.3 MOSFET的工作特性
  • 2.4 MOSFET器件动态过程
  • 3 MOSFET串联脉冲电源原理
  • 3.1 一般功率脉冲源系统的方案
  • 3.2 开关的组合形式
  • 3.3 MOSFET串联所存在主要问题以及解决方案
  • 3.4 驱动过程分析
  • 4 MOSFET串联脉冲电源设计
  • 4.1 光纤发送和接收信号电路
  • 4.2 接收头与驱动电路
  • 4.3 驱动电路设计
  • 4.4 主电路接线图
  • 5 仿真及实验部分
  • 5.1 MOSTFET参数测试
  • 5.2 电路仿真及实验研究
  • 6 总结
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/90f42bbba51d928241056daf.html