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晶閘管的研究最早出現在20世紀50年代，其因優良的電流放大性能和高頻重復開斷能力而受到了廣泛關注。20世紀90年代德法聯合實驗室及美國陸軍率先開展了以晶閘管作為電磁發射用脈沖功率電源放電開關的研究，并逐步取代了當時該領域較為主流的火花隙開關、引燃管、閘流管以及觸發真空開關。

經過近30年的發展，現如今晶閘管已經廣泛應用于電磁發射用脈沖功率電源的放電開關，相對傳統的放電開關更可靠、壽命更長、無需維護、無污染且安裝靈活。

海軍工程大學艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室的研究人員，在工程實踐中通過大量實驗發現，當脈沖電容器放電主回路由于雜散參數原因而存在高頻諧振支路時，放電起始階段即晶閘管開始導通到即將導通的過程，負載兩側、電感器兩側以及晶閘管兩側均會存在一定幅值且快速衰減的高頻電壓振蕩現象，振蕩過程中晶閘管將承受較大的正反向du/dt，并且在即將導通時，由于晶閘管內阻此時非常小，晶閘管兩側還會因為振蕩而出現正負交替的電壓，這些都將極大地損害晶閘管使用壽命，甚至導致擊穿，威脅脈沖功率電源系統安全。

圖1 振蕩現象電路仿真模型

圖2 阻容吸收設計方案對比

圖3 振蕩消除后晶閘管、負載側和電感電壓

基于這一特殊的實驗現象，研究人員根據所研究的脈沖功率電源模塊放電主回路實際結構，分析了系統雜散參數存在的具體位置以及雜散參數引起電壓諧振的物理機制；進而通過系統仿真方法驗證了上述理論分析的正確性；提出了消除晶閘管兩端電壓振蕩的具體方法并通過實驗進行了驗證。

研究人員最后認為：

• 1）當電源模塊負載側存在寄生電容時，脈沖電容器放電起始階段主回路將存在快速衰減的電壓高頻振蕩，進而引起晶閘管開通時電壓振蕩。
• 2）通過合理的阻容吸收支路設計，可以有效地抑制這種電壓諧振，避免晶閘管擊穿等危險。

以上研究成果發表在2020年第6期《電工技術學報》，論文標題為“大容量脈沖電容器放電起始階段晶閘管電壓高頻振蕩機理研究”，作者為朱博峰、魯軍勇、張曉、戴宇峰、王鑫。