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脉冲功率技术基础


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脉冲功率技术基础
  • 书号：9787030773968
    作者：王海洋,谢彦召,杨海亮
  • 外文书名：
  • 装帧：圆脊精装
    开本：B5
  • 页数：492
    字数：650000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2024-06-01
  • 所属分类：核科学与技术
  • 定价： ￥480.00元
    售价： ￥379.20元
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本书综述国际上脉冲功率技术和相关研究领域的主要进展，重点讨论脉冲功率系统基本概念、组成及其应用等内容。本书共12章，第1～5章概述脉冲功率源系统的基本组成单元；第6、7章论述脉冲功率系统的应用；第8、9章介绍绝缘介质的电击穿；第10章介绍脉冲电压和电流的测量；第11、12章介绍电磁干扰及其抑制技术等内容。
本书综述国际上脉冲功率技术和相关研究领域的主要进展，重点讨论脉冲功率系统基本概念、组成及其应用等内容。本书共12章，第1～5章概述脉冲功率源系统的基本组成单元；第6、7章论述脉冲功率系统的应用；第8、9章介绍绝缘介质的电击穿；第10章介绍脉冲电压和电流的测量；第11、12章介绍电磁干扰及其抑制技术等内容。
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    丛书序
    译者序
    前言
    致谢
    作者简介
    引言1
    信息来源4
    参考文献5
    第1章 Marx发生器和类似Marx的电路6
    1.1 简单Marx发生器的工作原理6
    1.1.1 Marx发生器充电周期7
    1.1.2 Marx发生器的建立8
    1.1.3 Marx发生器的放电周期11
    1.1.4 负载对Marx发生器放电的影响13
    1.2 脉冲发生器18
    1.2.1 精确解18
    1.2.2 近似解20
    1.2.3 分布式波前电阻21
    1.3 分布电容对Marx发生器运行的影响22
    1.3.1 分布电容引起的分压23
    1.3.2 分布电容的利用24
    1.3.3 级间耦合电容的影响25
    1.4 增强触发技术27
    1.4.1 电容耦合27
    1.4.2 电阻耦合28
    1.4.3 电容和电阻耦合的Marx发生器29
    1.4.4 麦克斯韦Marx发生器30
    1.5 复杂Marx发生器的示例31
    1.5.1 Hermes-Ⅰ和Hermes-Ⅱ31
    1.5.2 PBFA和Z装置33
    1.5.3 Aurora Marx发生器34
    1.6 Marx发生器的发展35
    1.6.1 Marx-PFN发生器35
    1.6.2 螺旋线Marx发生器38
    1.7 其他设计考虑39
    1.7.1 充电电压和级数39
    1.7.2 绝缘系统40
    1.7.3 Marx电容器的选择40
    1.7.4 Marx开关41
    1.7.5 Marx电阻41
    1.7.6 Marx触发42
    1.7.7 重复脉冲运行43
    1.7.8 电路建模44
    1.8 Marx发生器类的电压放大电路45
    1.8.1 螺旋线发生器45
    1.8.2 时间隔离传输线电压倍增器47
    1.8.3 LC反相发生器47
    1.9 设计示例51
    参考文献54
    第2章 脉冲变压器58
    2.1 Tesla变压器58
    2.1.1 等效电路和设计公式58
    2.1.2 双谐振和波形59
    2.1.3 失谐与波形60
    2.1.4 三重谐振与波形61
    2.1.5 空载和波形62
    2.1.6 结构和布局62
    2.2 传输线变压器63
    2.2.1 锥形传输线变压器63
    2.3 电磁感应70
    2.3.1 直线脉冲变压器71
    2.3.2 感应腔72
    2.3.3 直线型变压器驱动源73
    2.4 设计示例77
    参考文献80
    第3章 脉冲形成线83
    3.1 传输线83
    3.1.1 一般传输线关系85
    3.1.2 传输线脉冲发生器86
    3.2 同轴脉冲形成线87
    3.2.1 基本设计关系87
    3.2.2 最大电压下的最优阻抗89
    3.2.3 最大能量存储下的最优阻抗89
    3.3 Blumlein PFL90
    3.3.1 瞬态电压和输出波形91
    3.3.2 同轴型Blumlein PFL93
    3.3.3 层叠型Blumlein PFL94
    3.4 径向传输线96
    3.5 螺旋传输线98
    3.6 PFL性能参数99
    3.6.1 电击穿99
    3.6.2 介电强度100
    3.6.3 介电常数106
    3.6.4 自放电时间常数106
    3.6.5 PFL开关107
    3.7 脉冲压缩107
    3.7.1 中间储能电容器108
    3.7.2 电压斜坡和双脉冲开关109
    3.7.3 Z装置的脉冲压缩110
    3.8 设计示例113
    参考文献118
    第4章 闭合开关122
    4.1 火花间隙开关122
    4.1.1 电极几何结构124
    4.1.2 火花开关等效电路127
    4.1.3 火花开关特性131
    4.1.4 火花开关中的均流141
    4.1.5 触发式火花开关145
    4.1.6 特殊几何结构的火花开关160
    4.1.7 火花开关中使用的材料164
    4.2 气体放电开关167
    4.2.1 伪火花开关167
    4.2.2 闸流管171
    4.2.3 引燃管174
    4.2.4 速调管175
    4.2.5 放射性同位素辅助触发的微型火花开关176
    4.3 固体电介质开关176
    4.4 磁开关177
    4.4.1 磁滞回线178
    4.4.2 磁芯尺寸179
    4.5 固态开关180
    4.5.1 晶闸管类开关182
    4.5.2 晶体管类开关187
    4.6 设计示例188
    参考文献192
    第5章 断路开关204
    5.1 典型电路204
    5.2 等效电路206
    5.3 断路开关的参数206
    5.3.1 导通时间207
    5.3.2 用于闭合开关的触发源207
    5.3.3 用于断路开关的触发源207
    5.3.4 关断时间207
    5.3.5 介电强度恢复速率208
    5.4 断路开关的性能208
    5.4.1 爆炸熔断器开关208
    5.4.2 电子束控制开关216
    5.4.3 真空灭弧室225
    5.4.4 爆炸开关229
    5.4.5 爆炸等离子体开关230
    5.4.6 等离子体熔蚀开关231
    5.4.7 高密度等离子体焦点231
    5.4.8 等离子体内爆开关232
    5.4.9 反射开关233
    5.4.10 正交场管234
    5.4.11 其他236
    5.5 设计示例236
    参考文献238
    第6章 吉瓦级至太瓦级脉冲功率装置244
    6.1 电容储能245
    6.1.1 初级电容储能245
    6.1.2 初级-中级电容储能246
    6.1.3 初级-中级-快速电容储能247
    6.1.4 Marx发生器并联249
    6.1.5 最佳性能的脉冲形成线要求249
    6.2 电感储能系统251
    6.2.1 初级电感储能251
    6.2.2 串级电感储能251
    6.3 磁脉冲压缩253
    6.4 感应电压叠加器255
    6.5 直线感应加速器256
    6.5.1 磁感应直线加速器256
    6.5.2 脉冲感应直线加速器257
    6.5.3 自感应直线加速器259
    6.6 设计示例260
    参考文献265
    第7章 电容器组的能量存储267
    7.1 基本公式267
    7.1.1 情况1：无损(无阻尼)电路(ξ=0)269
    7.1.2 情况2：过阻尼电路(.>1)270
    7.1.3 情况3：欠阻尼电路(ξ<1)271
    7.1.4 情况4：临界阻尼电路(ξ=1)271
    7.1.5 电路响应的比较272
    7.2 电容器组的电路拓扑273
    7.2.1 低储能电容器组的等效电路273
    7.2.2 高储能电容器组的等效电路275
    7.3 充电电源276
    7.3.1 恒定电压(电阻性)充电276
    7.3.2 恒定电流充电277
    7.3.3 恒定功率充电278
    7.4 电容器组的组件279
    7.4.1 储能电容器279
    7.4.2 触发器283
    7.4.3 传输线285
    7.4.4 馈电288
    7.5 安全性288
    7.6 典型的电容器组配置292
    7.7 设计示例293
    参考文献295
    第8章 气体击穿298
    8.1 气体动力学理论298
    8.1.1 中性气体动力学理论298
    8.1.2 气体电离的动力学理论304
    8.2 击穿的早期实验310
    8.2.1 Paschen定律310
    8.2.2 Townsend实验311
    8.2.3 Paschen定律修正313
    8.2.4 电子崩316
    8.3 火花放电形成机理318
    8.3.1 Townsend放电318
    8.3.2 流注理论323
    8.4 电晕放电334
    8.5 伪火花放电335
    8.5.1 预击穿机制336
    8.5.2 击穿机制336
    8.6 SF6 击穿特性337
    8.6.1 电极材料337
    8.6.2 电极表面积和表面光洁度338
    8.6.3 间隙距离和高气压339
    8.6.4 支撑绝缘子339
    8.6.5 导电颗粒对气体的污染340
    8.7 绝缘优化设计341
    8.7.1 圆柱结构341
    8.7.2 球体结构345
    8.8 设计示例346
    参考文献350
    第9章 固体、液体和真空中的电击穿355
    9.1 固体355
    9.1.1 固体击穿机制355
    9.1.2 改善固体绝缘子性能的方法362
    9.2 液体365
    9.2.1 液体击穿机理365
    9.2.2 气泡形成的机理367
    9.2.3 水击穿特性368
    9.2.4 改善液体电介质性能的方法369
    9.3 真空370
    9.3.1 真空击穿机理371
    9.3.2 改善真空绝缘性能的方法374
    9.3.3 三结合点处的处理377
    9.3.4 真空磁绝缘377
    9.3.5 真空中固体表面的闪络380
    9.4 复合电介质386
    9.5 设计示例388
    参考文献392
    第10章 脉冲电压和电流的测量398
    10.1 脉冲电压测量398
    10.1.1 火花间隙398
    10.1.2 峰值电压表401
    10.1.3 分压器402
    10.1.4 电光技术413
    10.1.5 反射衰减器418
    10.2 脉冲电流测量419
    10.2.1 分流器419
    10.2.2 罗戈夫斯基线圈424
    10.2.3 B-dot探头428
    10.2.4 电流互感器429
    10.2.5 磁光电流传感器429
    10.3 设计示例433
    参考文献436
    第11章 电磁干扰和干扰抑制442
    11.1 干扰耦合模式442
    11.1.1 长传输线中的耦合442
    11.1.2 共阻抗耦合444
    11.1.3 接地平面上短传输线中的耦合445
    11.2 电磁干扰抑制技术452
    11.2.1 屏蔽体452
    11.2.2 接地和接地回路457
    11.2.3 电源线滤波器460
    11.2.4 隔离变压器462
    11.3 屏蔽良好的设备拓扑463
    11.3.1 高抗扰度测量系统463
    11.3.2 自由场测量的抗干扰技术465
    11.4 设计示例465
    参考文献470
    第12章 电磁干扰抑制的拓扑结构474
    12.1 拓扑设计475
    12.1.1 串联结构475
    12.1.2 并联结构476
    12.2 屏蔽体的端口478
    12.2.1 接地的必要性478
    12.2.2 导体接地478
    12.2.3 接地导体479
    12.2.4 电缆481
    12.3 孔缝481
    12.4 扩散透射性483
    12.4.1 腔内场485
    12.4.2 单面端口设计488
    12.4.3 扩散渗透引起的电压489
    12.5 设计示例489
    参考文献491
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