蒋培，董理，刘新竹

（1.武昌工学院机械工程学院，湖北 武汉 430065；2.海军工程大学 兵器学院，湖北 武汉 430033；3.武昌工学院信息工程学院，湖北 武汉 430065）

当传统的充电电源模块形成大功率化、集成化时，电力电子设备组群的整体功率不断提高，为了保证电力电子设备不会对电网造成不必要的冲击，研究高输出电压、高能量效率储能充电系统对高功率脉冲驱动源技术的提高和应用具有十分重要的意义[1-4]。储能充电系统作为高功率脉冲驱动源的能量存储和供给单元，是高功率脉冲驱动源的核心部分[5-6]。高功率脉冲驱动源按照能量传递顺序可以分为初级储能充电系统、脉冲功率调制器以及负载等三大部分[7]。

1 高压充电及储能装置设计方案

整个系统的运行通过上位机控制，当电容电压充到25 kV时，电容同时放电能达到180 kA的电流峰值。高压充电的主要技术参数为脉冲电流额定值＞110 kA，脉冲电流上升时间50 μs，脉冲电流半脉宽140 μs，等离子负载电阻70 mΩ左右，等离子负载注入能量112 kJ，额定充电电压25 kV，额定放电电流180 kA，总储能200 kJ，供电电源采用AC 380 V三相四线制。上位机显示电容的充电电压及放电电流，通过位置检测触发主发射级放电（外触发），或者是通过上位机设定延时时间触发主发射级放电（延时触发）。控制单元与驱动单元采用光纤通信。

图1为系统控制框图。

图1 系统控制框图Fig.1 The block diagram of system control

如图1所示，上位机协调控制充电机和集总控制盒，充电机给注入级的储能电容1充电，集总控制盒控制储能电容1的放电开关，同时检测储能电容1的放电电流，并控制储能电容2的放电。……