方波脈沖下高低剩磁非晶和納米晶磁芯磁化特性

魏藝卓,陳 立?,孫鳳舉,王志國,,劉彥博,張維森,張 峰,師偉皓

(1. 西安交通大學 電氣工程學院,西安 710049;2. 西北核技術研究所,西安 710024)

直線型變壓器驅動源(linear transformer driver,LTD)作為一種直接驅動脈沖功率源,具有結構緊湊、模塊化和可重復頻率工作的優點[1-3]。磁芯在LTD中起初次級能量耦合作用,脈沖磁導率、磁感應增量及損耗等參數顯著影響輸出波形及能量傳輸效率[4-5]。磁芯磁化過程與磁芯材料、處理工藝及激勵特性等諸多因素有關[6-8],在實際工況或近似工況下獲取磁芯的磁化特性參數,可為LTD磁芯設計和預估LTD輸出特性提供關鍵支撐。

目前,國內外研發的LTD一般采用硅鋼疊片或非晶合金磁芯,采用雙繞組測量方法對2種磁芯進行測試,研究了磁芯伏秒數對輸出波形的影響及磁芯損耗、磁導率等特性參數隨磁化速率的變化關系,結果表明,與硅鋼疊片相比,非晶合金更適用于快前沿脈沖[9-14]。近些年,方波LTD的應用逐漸增加,具有納秒量級上升沿和一定時間平頂的方波能更好地應用于閃光照相、強激光和高功率微波等驅動源[15],百納秒到微秒量級方波脈沖可用于研究不同參數脈沖誘導癌細胞凋亡的效應及機理[16-17]。但現有磁化特性研究基于近似雙指數脈沖激勵,頻譜范圍較窄,可能無法適用于寬頻譜方波脈沖,且目前關于磁場熱處理方式對磁芯性能影響的研究主要集中在材料科學與工程領域[6,18],方波脈沖激勵下不同剩磁磁芯的磁化特性會發生改變[19]的響應規律尚未明晰,需基于應用環境進一步測試。……