电阻脉冲功率计算和参考的详细
熊兰的讲座-脉冲功率技术0509
高功率脉冲发生器的基本结构
初始能源 中间储能 脉冲压缩 和变换 负载
ms
us
ns
输出： 激光、粒子束、 等离子体、强 磁场、强电场、 EM 枪、微波 等
电子束 或离子束
0.1MW
Marx 发生器 脉冲 形成线
10MW
馈电 传输线
1TW
二极管
3
设
备
3.1 储 能
电能（电容器， 电感，超导） 机械能 （电动机，惯性储能） 化学能 （火药，蓄电池） 传输线 核能
2 发
展
1947年，英国人A.D.Blumlien以专利的形式， 把传输线波的折反射原理用于脉冲形成线，在 纳秒脉冲放电方面取得了突破。 1962年，英国原子能研究中心的J.C.Martin领 导的研究小组，将Marx发生器与Blumlien的专 利结合起来，建造了世界上第一台强流相对论 电子束加速器SOMG（3MV，50kA，30ns）， 脉冲功率达TW（1012W）量级，开创了高功率 脉冲技术的新纪元。
2 发
展
我国脉冲功率技术及其应用的研究是从20世纪 70 年代末开始的。中科院等离子体物理研究所、中科院高 能物理研究所、中科院电工技术研究所、华中科技大学、 清华大学等单位的研究水平居于国内领先地位。 国内已有 20 多台的Marx装置在运行，居首者是 1979 年西南工程物理研究院建成的“闪光 I 号”装置 ; 20世纪 90 年代以后，国内相继又建成的装置有西北核 技术研究所的 “ 闪光 II 号 ” ,中国工程物理研究院和 上海光机所“神光II号 ”，华中科技大学等联合研制的 “神光III”。
1 概
念
什么是脉冲功率技术？？
研究产生各种强电（纳秒级高压）脉冲功率 输出的发生器系统及其相关技术。
脉冲功率技术
目录目录 0摘要 (1)一、脉冲功率技术的发展历史及现状 (2)二、脉冲功率技术的储能技术 (4)2.1惯性储能 (4)2.1.1直流发电机 (5)2.1.2单极脉冲发电机（HPG） (5)2.1.3同步发电机 (6)2.1.4主动补偿脉冲发电机 (7)2.2电容储能 (8)2.2.1电容器组放电 (8)2.2.2电容器组放电技术要点 (8)2.3电感储能 (9)2.3.1电感与电容器储能密度比较 (9)2.3.2电感储能的缺点 (10)三、串联谐振CCPS恒流充电 (11)3.1串联谐振CCPS概述 (11)3.2串联谐振CCPS工作原理 (11)3.3串联谐振CCPS恒流充电的MATLAB仿真 (14)总结 (16)参考文献 (17)脉冲功率技术摘要所谓脉冲功率技术是指将很大的能量（通常为几百千焦耳至几十兆焦耳）储存在储能元件中通常为电容器、电感器等, 然后通过快速开关（动作时间在毫微秒左右）将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上, 以得到极高的功率（兆瓦左右）。
脉冲功率技术研究的主要内容是如何经济地和可靠地储存能量, 并将大能量和大功率有效地传输到负载上。
不断提高的能量、功率、上升时间和平顶度、重复率、稳定性和寿命的要求, 给脉冲功率技术提出了一系列的科学技术问题。
本文介绍了，给储能元件电容充电的一种恒流充电电源，分析了CCPS充电的原理以及实现问题。
关键词：脉冲功率，CCPS,恒流充电，储能技术脉冲功率技术及其应用一、脉冲功率技术的发展历史及现状脉冲功率技术（PPT,Pulsed Power Technology）正式作为一个独立的部门发展,还是近几年的事。
事实上作为脉冲功率技术基础的脉冲放电, 早就存在于大自然中。
而对脉冲放电的研究则开始于研究天然雷电特性, 以及它对输电线路、建筑物危害及其防护措施。
当时这种放电仅限于毫秒级和微秒级。
四十年代末期, 就有人开始注意到亚微秒及毫微秒级的高压强流脉冲放电形式。
脉冲功率技术综述
型（笔者的发明专利），它们均利用爆炸 线、径向传输线和螺旋传输线。
激波加热惰性气体成等离子体作磁流
（２）Ｂｌｕｍｌｅｉｎ线
体，因此具有异常高的磁雷诺数和窄脉
它是一种双层传输线，匹配负载能
宽输出；而 ＭＦＣＧ－ＭＨＤ 型是利用爆炸磁 获得线的充电电压值，通常分为平板型
通压缩为 Ｍ Ｈ Ｄ 机的磁体励磁，从而得到 和同轴型，图 １２（ａ）表示 Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线工
脉冲功率技术综述
■ 武汉大学电气工程学院电磁发射研究所 王 莹
概 念
１． 脉冲功率定义 尽管脉冲功率学科已诞生 ４０ 余年， 并被《中国电气工程大典》收录，被国 务院定为二级学科；但世人至今知之甚 少或了解不全面。就其字面而言，“脉 冲”表示在时间间隔宽度内输出的量数 值，“功率”是单位时间内的能量（Ｊ／ｓ）， 合义便是以脉冲形式出现的功率（单位 时间能量），即“脉冲功率”（ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｄ ｐｏｗｅｒ）。 但涵义并非如此简单。由于历史上 最初提出该术语人的疏忽和翻译的不甚 考究，对“脉冲功率”的字面涵意并不 能完全顾名思义地理解。现代人常对 ｐｕｌｓｅｄ ｐｏｗｅｒ这样解释：将电能慢慢地高 密度储存起来，然后脉冲地短时间快速 释放出来，从而获得巨大脉冲功率。 显然这里有两处词不达意：第一，自 然界有多种脉冲功率型式，诸如水库水 闸放水、地震、海啸、火山喷发、星球碰 撞、核爆炸、雷电等都有脉冲功率出现； 而电脉冲功率仅是其中的一种。４０ 年前 提出“脉冲功率”术语的人认为其他型式 的脉冲功率不可控、不便应用，他们就省 去了“电”字，仅用 ｐｕｌｓｅｄ ｐｏｗｅｒ 直接代 表“电脉冲功率”到现在。第二，从字面
图 ４ 全电感隔离型 Ｍａｒｘ 发生器
功率；三是空间和时间压缩并举。因为 提高功率的办法只有增多能量或缩短释 放时间；因此，脉冲功率系统应当包括 三大部分：①储能或脉冲发生系统；② 脉冲压缩或成形系统；③负载及其应用 系统。如图 ２ 所示。
电子电路中电阻电容器件降额规范
电子电路中电阻电容等器件降额规范电阻器降额规范稳态功率与瞬态功率稳态功率功率降额是在相应的工作温度下的降额，即是在元件符合曲线所规定环境温度下的功率的进一步降额，采用P=V²/R公式进行计算。
为了保证电阻器的正常工作，各种型号的电阻厂家都通过试验确定了相应的降功率曲线，因此在使用过程中，必须严格按照降功率曲线使用电阻器。
当环境温度定于额定温度时（T<Ts）可以施加60%额定功率，不需要考虑温度降额。
当环境温度高于额定温度的时候，需要考虑温度降额，应该进一步降额功耗使用，P=PR(0.6+(Ts-T)/(Tmax-Ts))PR是额定功耗；T是环境温度；Tmax是零功耗时最高环境温度。
瞬态功耗不同厂家，电阻脉冲功耗和稳态功率的转换曲线不同，具体应用时，要查询转换缺陷，将瞬态功率转换为稳态功率，然后在此基础上降额。
厂家额定环境温度为70℃，低于这个温度的时候，直接按照60%进行降额。
当超过这个温度的时候，额定曲线是一个斜线。
降额曲线也按照，最大温度的降额为121℃，然后绘制一条红色的斜线，按照斜线进行降额。
瞬态降额只要时间足够短，电阻可以承受比额定功率大得多的瞬态功率。
要参考厂家资料中的最高过负荷电压参数，再在此基础上降额。
瞬态功耗，又要按照单脉冲和多脉冲，分别进行讨论和分析。
单脉冲：多脉冲：1、合成型电阻器1.1 概述合成型电阻器件体积小，过负荷能力强，但它们的阻值稳定性差，热和电流噪声大，电压与温度系数较大。
合成型电阻器的主要降额参数是环境温度、功率和电压。
1.2 应用指南a) 合成型电阻为负温度和负电压系数，易于烧坏。
因此限制其电压是必须的。
b) 在潮湿环境下使用的合成型电阻器，不宜过度降额。
否则潮气不能挥发将可能使电阻器变质失效。
c) 热点温度过高可能导致合成型电阻器内部的电阻材料永久性损伤。
d) 为保证电路长期工作的可靠性，电路设计应允许合成型电阻器有±15%的阻值容差。
浪涌抑制电阻阻值及功率的选择
浪涌抑制电阻阻值及功率的选择大功率电源，输入浪涌抑制电路一般都选择功率电阻+继电器的方式,电阻给电容充电后利用继电器短路电阻,那么电阻阻值及功率如何根据后级电流来选择?今天有套系统本来准备发货的,包装前上电试验一下,结果没工作,拆开看电阻已经炸裂了,换电阻再试验又没有问题,郁闷了,电阻的阻值及功率如何计算?greendot查看完整内容这个问题可以用仿真来探究一下，R=1K ，C=1000μF，Vac=220Vrms电压和电流波形如下：头0.5秒的：0-2秒内，平均功率15.2W，能量30.4J0-5 ，6.94W，34.7J0-10，3.55W，35.5J0-20，1.78W，35.6J至于电阻选多大功率，由王版决定。
•回复楼主••1楼•1155050•| 本网技工 (180) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-26 13:43这个电阻换成压敏电阻是不是合适点？•回复1楼••2楼•YTDFWANGWEI•| 总工程师 (12447) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-26 15:044KW,这个功率等级好象没有压敏电阻吧.•回复2楼••3楼•晶纲禅诗•| 副总工程师 (7208) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-26 23:44这方面王工还是缺少经验一般这个功率电阻要选“特殊”的规格品种，但似乎国内并不好找，要选耐冲击型的，有点类似“延迟保险丝”的特性。
买不到时，可选高电阻率、大截面积的电阻丝自己绕制。
实在无奈时，可以增大功率电阻的阻值与功率，并延长继电器的吸合等待时间来改善。
•回复3楼••4楼•1155050•| 本网技工 (180) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-27 08:12分析的到位，大虾级别•回复4楼••5楼•YTDFWANGWEI•| 总工程师 (12447) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-27 08:25耐冲击的,我们常用的应该是线绕电阻吧?如果用电阻丝自己绕,批产这玩意也不好弄啊,我现在就是不知道应该如何选择这个功率电阻的阻值与功率.•回复5楼••6楼•3608727•| 工程师 (513) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-27 10:03现在用在这个地方的电阻有很多厂家在做不是简单的线绕电阻具体材质名字我忘了一般要看功率的阻值和功率大小选择要根据你前面的保险丝以及电阻的最大冲击电流来选择的电阻的规格书上都有讲到的•回复6楼••7楼•xiaodeping•| 本网技工 (102) | 发消息 | 查看最佳答案•2011-09-27 11:37用热敏阻吧，不知道你这是多大电流和最大承受浪涌电流是多大。
电阻的使用要考虑哪些性能参数
电阻的使用要考虑哪些性能参数●电阻容差：通用场合选用1％精读，当有特殊要求比如输出电压精度要求时选用更小的选择比率：当阻值不是很重要时，比如分压器，以减少电路中不同阻值种类数目以实现大批量采购节约成本最大电压：电阻其实也可以被击穿，高压应用时要注意温度系数：大多数电阻都有很小的温度系数（50～250ppm每度），电阻发热时，线绕电阻的温度系数会有较大变化额定功率：一般电阻功耗为额定值一半脉冲功率：在较短时间内，线绕电阻可以承受远大于其额定功率的冲击，但非线绕电阻不行●电容铝电解电容大容量小体积钽电容中等电容量陶瓷电容定时与信号电路多层陶瓷电容低ESR场合塑胶电容高dv/dt场合容差：典型值正负20％，电解电容还要差好多ESR：等效串联电阻，设计大容量滤波器时ESR比容量重要老化：“电源寿命1000h”实际就是对电解电容电容而言，如果把电源放到实际温度条件或者工作几年就要选择2000h到5000h●肖特基二极管常用在整流器中，正向导通电压小，没有反向恢复时间●整流二极管反向恢复：二极管正向导通后在很短时间内能够反向流过电流这段时间叫反向恢复时间，这对变换器的效率非常不利但并不是越快越好，会产生快速的电压电流尖锋●晶体管（BJT）脉冲电流：一般BJT上不会提到脉冲电流（除非专为电源设计），取额定直流电流的两倍放大倍数：一般假定为10，不管手册数据如何●晶体管（MOSFET）功率损耗：导通损耗＋门极充电损耗＋开关导通损导通损耗：当MOSFET全部导通时漏源极之间存在一个电阻，导通损耗大小取决于管中电流大小，而且电阻随温升增大门极充电损耗：由于MOSFET有一个相当大的等效门极电容引起开关导通损：在开通或关断转换的任何时候，晶体管上同时既有电压又有电流产生功率损耗最大门极电压：通常20V电阻型号命名方法分类及主要特性参数等：导电体对电流的阻碍作用称着电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
金属氧化膜电阻耐脉冲电力特性曲线
（参考特性tech notes ）金属氧化膜固定电阻器脉冲特性Limitations of Potential Pulsing on Metal Oxide Resistors ■ Pulse Characteristics (Usual) 脉冲特性（通常）P P : Pulse limit power 脉冲限制功率(W) V P : Pulse limit voltage 脉冲限制电压(V)τ: Pulse continuous time 脉冲持续时间 (s)T : Period 周期 (s)V R : Rated voltage 额定电压 (V) P : Rated power 额定功率 (W) R : Nominal resistance 标称阻值(Ω)V P max . : Max. pulse limit voltage 最大脉冲限制电压(V)Withstand pulse limit power is calculated by the following method.耐受脉冲限制功率按下式计算： P P =K·P·T/τRefer to the right for a fixed number of V Pmax. V P max 请参考右表。
●T>1(s)→ T=1(s). ●Added voltage.施加电压≤V P max 。
●T/τ>100 →T/τ=100. ● P P or V P is reference value. P P 或 V P 为参考值。
● P P <P → P stands for P P . Conditions: Pulse added time 脉冲施加时间=1000h (V P <V R → V R stands for V P ). Resistance change 阻值变化=±5% Room temperature 室温The peak power is defined as the maximum power dissipated at any point in time regardless of the waveform shape. 峰值功率是指最终耗散在任意点的最大功率 而不论波形。
ANSI C62.33-1982 压敏电阻浪涌保护器标准
ANSI/IEEE C62.33-1982(IEEE 1988年重定)(ANSI 1989年重定)美国国家标准关于浪涌保护器压敏电阻IEEE标准测试规范发起者浪涌保护器委员会IEEE电源工程协会1981年9月17日批准1988年3月10日重定1994年3月17日重定IEEE 标准版1983年7月1日批准1988年3月10日重定美国国家标准机构——————版权所有1982年条款页数1. 范围 (1)1.1 (1)1.2 (1)1.3 (1)1.4 (1)2.在定义压敏电阻里术语和字母符号的描述2.1额定参数值 (2)2.2 描述 (2)2.3 基本描述 (3)3.工作条件 (5)3.1 正常工作条件 (5)3.2 非正常工作条件 (6)4. 标准设计测试程序 (7)4.1 标准设计测试标准………………………………………………………………… ..74.2 统计程序 (7)4.3 测试标准 (7)4.4 限制电压测试（V c）(见Fig3) (7)4.5 额定峰值单次脉冲瞬时电流测试（I tm）(见图4) (8)4.6 寿命额定脉冲电流测试（见图3） (8)4.7 额定有效值电压测试（V m(ac)）(见图5)，额定直流电压测试（V m(dc)） (10)4.8 直流功耗电流测试（I D）（见图6） (10)4.9 标称压敏电压测试（V N(dc)）和（V N(ac)）（见图6） (11)4.10 额定循环峰值电压测试（Vpm）(见图5) (12)4.11 电容测试 (12)4.12 交流功耗功率（P d） (12)5.失效模式 (12)短路电路失效模式 (12)降级失效模式 (13)高限制电压失效模式 (13)“失效-安全”工作 (13)6.其他参数 (13)额定瞬变能量 (14)额定瞬时平均功率泄放（P t(A V)m） (14)电压过冲击（V os）(见图8) (15)响应时间，过冲持续时间（见图8） (15)7.参考书目 (15)1.总则1.1这个标准适用于浪涌保护应用系统的压敏电阻，该系统具有从直流到频率420Hz、电压小于等于1000V rms，或者1200V dc。