0 引言

    等離子體的應用已經擴展到航空領域。美國、俄羅斯、歐盟等航天大國對等離子體在航空中的應用進行了廣泛深入的研究，等離子體在航空中的應用主要集中在飛機減阻、隱身和提高發動機性能上^[1-4]。

    等離子體電源系統主要由等離子體發生器、電源系統、儲供系統和控制系統組成。目前，等離子體在航空應用中的研究主要集中在等離子體產生機理、等離子體特征參數診斷與控制、等離子體發生器和等離子體電源系統小型化等方面。等離子體電源系統將一次電源轉換為超高壓直流電源和等離子體發生器所需的其他負偏置電源。與傳統工業等離子電源不同，航空等離子電源對效率和功率密度提出了極高的要求。面向超高壓變換需求，高升壓比所需的變壓器結構，需要同時兼顧體積和絕緣強度^[5-8]。

    在超高壓等離子體電源系統中，當等離子體電壓達到幾千伏以上時，受到變壓器絕緣繞組過程、半導體器件和整流電源電壓應力的限制，電壓主要通過倍壓整流方式實現，利用增加串聯倍壓的級數來補償元件的電壓應力^[9-12]。

    電壓倍增技術廣泛應用于激光、離子加速器、超高壓電子顯微鏡以及醫用X射線等高壓小電流的應用場合。在變換器內部充入SF6實現高壓絕緣，利用單相Cockroft Walton電壓倍增器可實現600 kV/10 mA的超高壓直流輸出，而隨著輸出功率的進一步提高，容易導致輸出電壓紋波和輸出電壓跌落，而改進型全波Cockroft Walton電壓倍增器實現了600 kV/15 mA的超高壓直流輸出，實現了極高的電壓穩定度與極低的輸出電壓紋波^[13]。

    為了提高電源的輸出功率并降低系統的體積，本文提出了一種帶有多倍壓整流的新型超高壓諧振功率變換器。

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作者信息:

張  迪1，2，張東來3，王子才1，張  華2，張  瑩4

(1.哈爾濱工業大學 航天學院，黑龍江 哈爾濱150001；

2.深圳航天科技創新研究院 電力電子所，廣東 深圳518057；

3.哈爾濱工業大學(深圳) 機電工程與自動化學院，廣東 深圳518055；

4.深圳航天東方紅海特衛星有限公司，廣東 深圳518057)