马山刚 于歆杰 李 臻

（清华大学电机工程与应用电子技术系 电力系统国家重点实验室 北京 100084）

0 引言

用于电磁发射的脉冲功率电源要求电流幅值在几毫秒内维持MA 级。电容、电感和旋转电机是产生这样的脉冲的三种基本电源类型。在很长一段时间内，国内外学者和研究机构对电容型脉冲电源做了大量的研究。目前在实验室内普遍实现了MA 级的电容储能型脉冲电流。但是由于电容储能密度相对较低，决定了其很难在实际系统中得到应用。旋转电机的储能密度比电容储能要高三个数量级。但由于其非静止储能，冷却困难，且需一次性存储多次发射的能量，故其结构非常复杂而很难实施。电感型储能系统相比于电容具有高一个数量级的储能密度；相比于旋转电机由于其以静止磁场的形式储能，易于冷却且只需存储一次发射的能量即可。这些优势使电感型脉冲功率电源成为近年来诸多学者研究的热点之一[1,2]。

电感储能型脉冲电源由于电流的突变和充电回路中的漏磁场能量，使得主开关关断时在其两端产生很大的电压应力而超出半导体开关所能处理的能力，故关断开关成为电感储能系统的关键因素之一。由美国Sitzman 等提出的STRETCH meat grinder 电路在电感储能系统中引入一个辅助电容，虽然其能量密度不及纯电感系统，但可有效降低关断开关两端的电压，而且可增加电流倍增系数。然而由于其关断开关使用了IGCT，因而使最大可关断电流被目前的器件限制在4kA 量级[3-5]。……