工程科学学报，第38卷，第5期：734-744,2016年5月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.5:734-744,May 2016 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2016.05.020:http://journals.ustb.edu.cn 陡脉冲发生器电路中杂散参数的分析和补偿 吕东澔2》，张建勋2)，代煜2》 1)南开大学机器人与信息自动化研究所，天津3003502)天津市智能机器人技术重点实验室，天津300350 ☒通信作者，E-mail:zhangix(@nankai..cdu.cn 摘要在陡脉冲发生器电路中，杂散参数不仅影响输出波形，还影响着系统的稳定和电路元器件的安全.为了提高输出波 形的质量，抑制输出脉冲的振荡，保证元器件长期可靠的运行，需要对电路中杂散参数进行有效的分析和补偿.本文通过对 脉冲的实际输出波形进行分析，建立了陡脉冲发生器电路的杂散参数模型，总结出一种分析和补偿陡脉冲发生器电路中杂散 参数的方法.模型的仿真结果精确地反映了实际波形，加入补偿环节后的电路实现了输出波形的无过冲 关键词陡脉冲发生器：参数：补偿：电路分析 分类号TM836 Analysis and compensation of stray parameters in high-voltage pulse generator circuits LU Dong-hao),ZHANG Jian-xun',DAI Yu2 1)Institute of Robotics and Automatic Information System,Nankai University,Tianjin 300350,China 2)Tianjin Key Laboratory of Intelligent Robotics,Tianjin 300350,China Corresponding author,E-mail:zhangix@nankai.edu.cn ABSTRACT In a pulse generator circuit,the output and stability of the system are affected by stray parameters.In order to improve the quality of the output waveform,restrain the oscillation of the output and ensure components long-term reliable operation,it is nec- essary to analyze and compensate stray parameters in the pulse generator circuit.Through analyzing the actual waveform of the output, a stray parameter module for the pulse generator circuit and a new method to analyze and compensate stray parameters in the pulse gen- erator circuit are introduced in this paper.Simulation results reflect the actual waveform accurately and no overshoot of the output is a- chieved after joining the compensation circuit. KEY WORDS pulse generators:parameters:compensation:circuit analysis 脉冲功率技术越来越广泛地应用在生物医学研通断开关电压和电流等级的提升，快速开通和关断会 究刀、快速提取苹果渣果胶四、材料研究、淀粉和 产生很大的电流冲击，又由于电路中杂散电感的存在 肌原纤维蛋白混合凝胶强度的研究可、食品灭菌网等 会在开关管的两端形成较高的电压尖峰，这些电压尖 领域，其特点在于以单脉冲或者重复频率的短脉冲形 峰会对开关管造成损坏.脉冲功率系统的核心在于脉 式将储存的能量作用到负载.脉冲发生器是释放脉冲 冲发生器，在输出特定参数脉冲的同时，保证波形过冲 的过程中，通过快速通断开关实现能量的传输.常用 量小，振荡少和输出稳定有利于元器件长期可靠的运 的快速通断开关有绝缘栅双极晶体管(insulated gate 行.文献7-12]对电路中杂散参数进行分析：文献 bipolar transistor,IGBT)⑦、金属-氧化物半导体场效 3]在理论上分析杂散参数对开关通断过程的影响， 应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect tran- 提出阻波器设计方案，仿真和实验都验证了设计的有 sistor,MOSFET)网、雪崩三极管回等，随着大功率快速 效性，但是抑制后的输出依然带有过冲：文献14]采 收稿日期：2015-06-17 基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2012BAI14B01):天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目(14 JCQNJC04600)工程科学学报，第 38 卷，第 5 期: 734--744，2016 年 5 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 5: 734--744，May 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 05． 020; http: / /journals． ustb． edu． cn 陡脉冲发生器电路中杂散参数的分析和补偿 吕东澔1，2) ，张建勋1，2) ，代 煜1，2) 1) 南开大学机器人与信息自动化研究所，天津 300350 2) 天津市智能机器人技术重点实验室，天津 300350  通信作者，E-mail: zhangjx@ nankai． edu． cn 摘 要 在陡脉冲发生器电路中，杂散参数不仅影响输出波形，还影响着系统的稳定和电路元器件的安全． 为了提高输出波 形的质量，抑制输出脉冲的振荡，保证元器件长期可靠的运行，需要对电路中杂散参数进行有效的分析和补偿． 本文通过对 脉冲的实际输出波形进行分析，建立了陡脉冲发生器电路的杂散参数模型，总结出一种分析和补偿陡脉冲发生器电路中杂散 参数的方法． 模型的仿真结果精确地反映了实际波形，加入补偿环节后的电路实现了输出波形的无过冲． 关键词 陡脉冲发生器; 参数; 补偿; 电路分析 分类号 TM836 Analysis and compensation of stray parameters in high-voltage pulse generator circuits L Dong-hao 1，2) ，ZHANG Jian-xun1，2)  ，DAI Yu1，2) 1) Institute of Ｒobotics and Automatic Information System，Nankai University，Tianjin 300350，China 2) Tianjin Key Laboratory of Intelligent Ｒobotics，Tianjin 300350，China  Corresponding author，E-mail: zhangjx@ nankai． edu． cn ABSTＲACT In a pulse generator circuit，the output and stability of the system are affected by stray parameters． In order to improve the quality of the output waveform，restrain the oscillation of the output and ensure components long-term reliable operation，it is nec￾essary to analyze and compensate stray parameters in the pulse generator circuit． Through analyzing the actual waveform of the output， a stray parameter module for the pulse generator circuit and a new method to analyze and compensate stray parameters in the pulse gen￾erator circuit are introduced in this paper． Simulation results reflect the actual waveform accurately and no overshoot of the output is a￾chieved after joining the compensation circuit． KEY WOＲDS pulse generators; parameters; compensation; circuit analysis 收稿日期: 2015--06--17 基金项目: 国家科技支撑计划资助项目( 2012BAI14B01) ; 天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目( 14JCQNJC04600) 脉冲功率技术越来越广泛地应用在生物医学研 究［1 － 2］、快速提取苹果渣果胶［3］、材料研究［4］、淀粉和 肌原纤维蛋白混合凝胶强度的研究［5］、食品灭菌［6］等 领域，其特点在于以单脉冲或者重复频率的短脉冲形 式将储存的能量作用到负载． 脉冲发生器是释放脉冲 的过程中，通过快速通断开关实现能量的传输． 常用 的快速通断开关有绝缘栅双极晶体管( insulated gate bipolar transistor，IGBT) ［7］、金属--氧化物半导体场效 应晶 体 管 ( metal--oxide-semiconductor field-effect tran￾sistor，MOSFET) ［8］、雪崩三极管［9］等，随着大功率快速 通断开关电压和电流等级的提升，快速开通和关断会 产生很大的电流冲击，又由于电路中杂散电感的存在 会在开关管的两端形成较高的电压尖峰，这些电压尖 峰会对开关管造成损坏． 脉冲功率系统的核心在于脉 冲发生器，在输出特定参数脉冲的同时，保证波形过冲 量小，振荡少和输出稳定有利于元器件长期可靠的运 行． 文献［7 － 12］对电路中杂散参数进行分析; 文献 ［13］在理论上分析杂散参数对开关通断过程的影响， 提出阻波器设计方案，仿真和实验都验证了设计的有 效性，但是抑制后的输出依然带有过冲; 文献［14］采