0 引言

    等離子體的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到航空領(lǐng)域。美國(guó)、俄羅斯、歐盟等航天大國(guó)對(duì)等離子體在航空中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛深入的研究，等離子體在航空中的應(yīng)用主要集中在飛機(jī)減阻、隱身和提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能上^[1-4]。

    等離子體電源系統(tǒng)主要由等離子體發(fā)生器、電源系統(tǒng)、儲(chǔ)供系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。目前，等離子體在航空應(yīng)用中的研究主要集中在等離子體產(chǎn)生機(jī)理、等離子體特征參數(shù)診斷與控制、等離子體發(fā)生器和等離子體電源系統(tǒng)小型化等方面。等離子體電源系統(tǒng)將一次電源轉(zhuǎn)換為超高壓直流電源和等離子體發(fā)生器所需的其他負(fù)偏置電源。與傳統(tǒng)工業(yè)等離子電源不同，航空等離子電源對(duì)效率和功率密度提出了極高的要求。面向超高壓變換需求，高升壓比所需的變壓器結(jié)構(gòu)，需要同時(shí)兼顧體積和絕緣強(qiáng)度^[5-8]。

    在超高壓等離子體電源系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)入x子體電壓達(dá)到幾千伏以上時(shí)，受到變壓器絕緣繞組過(guò)程、半導(dǎo)體器件和整流電源電壓應(yīng)力的限制，電壓主要通過(guò)倍壓整流方式實(shí)現(xiàn)，利用增加串聯(lián)倍壓的級(jí)數(shù)來(lái)補(bǔ)償元件的電壓應(yīng)力^[9-12]。

    電壓倍增技術(shù)廣泛應(yīng)用于激光、離子加速器、超高壓電子顯微鏡以及醫(yī)用X射線等高壓小電流的應(yīng)用場(chǎng)合。在變換器內(nèi)部充入SF6實(shí)現(xiàn)高壓絕緣，利用單相Cockroft Walton電壓倍增器可實(shí)現(xiàn)600 kV/10 mA的超高壓直流輸出，而隨著輸出功率的進(jìn)一步提高，容易導(dǎo)致輸出電壓紋波和輸出電壓跌落，而改進(jìn)型全波Cockroft Walton電壓倍增器實(shí)現(xiàn)了600 kV/15 mA的超高壓直流輸出，實(shí)現(xiàn)了極高的電壓穩(wěn)定度與極低的輸出電壓紋波^[13]。

    為了提高電源的輸出功率并降低系統(tǒng)的體積，本文提出了一種帶有多倍壓整流的新型超高壓諧振功率變換器。

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作者信息:

張  迪1，2，張東來(lái)3，王子才1，張  華2，張  瑩4

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150001；

2.深圳航天科技創(chuàng)新研究院 電力電子所，廣東 深圳518057；

3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳) 機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，廣東 深圳518055；

4.深圳航天東方紅海特衛(wèi)星有限公司，廣東 深圳518057)