浅谈脉冲功率电源的

脉冲功率电源，是借助不同方式进行提供的，具体的方式有电容器组、发电机系统、电感储能系统与蓄电池组等。脉冲功率电源的应用满足了国防武器系统的电能需求，为我国国防工作的开展奠定了坚持的基础。

1脉冲功率电源的概况

1.1 电容器组

目前，在工业、军事等领域对电容器的应用具有一定的普遍性，其中在电磁炮中的应用取得了良好的效果。随着电磁炮的快速发展，对电容器组的要求不断提高，在脉冲形状控制方面，利用了闭合开关;在能量存储密度方面，利用了新的介电材料，在此基础上，电容器组得到了进一步的发展，进而适应了实际应用的需求。

对于脉冲功率电源而言，作为电源的电容器组存在一定的不足，主要为偏低的转化效率，同时，其充电状态未能保持长期性。为了有效解决此问题，需要借助高功率的大型充电设备，以此保证充电的快速与便捷，与此同时，工作电压也将得到控制。在此基础上，电容器组拥有较大的体积，但在军事领域对于武器系统的体积有着严格的要求。因此，在轨道炮系统中，电容器组的应用缺少针对性与时效性，此时的电源未能适应军事发展的需要。

在对电容器组展开设计过程中，要关注其热量的控制。对于电容器的介电材料而言，通常情况，均属于电绝缘体与热绝缘体。在炮弹发射时，电容器内部的热量将不断升高，为了保证电容器组的安全性，要对其给予高度的重视。

1.2发电机系统

关于电磁炮发电机的研究，其应用的类型较多，主要有单极脉冲发电机、补偿型脉冲交流发电机和高温超导体发电机。

单极脉冲发电机产生电流的原理为:将超导体线圈浸泡在液氮中，在超导的作用下，将出现高强励磁磁场，并且借助转子的旋转促进了电流的出现。此时的转子可以为铜圆盘。电流的输出可以借助液体金属钠实现，其引出的路径为圆盘中心或者周围，此时发电机的输出电流为105A，再利用高速的机械或电磁制动，使转子在短时间内刹车，在此基础上，便实现了直流脉冲电流的获取。但此时的电流未能满足坦克车载电源的要求。

补偿型脉冲交流脉冲发电机也可以称之为CPA,它的研究与应用弥补了单机脉冲发电机的不足，作为同步发电机，它保证了短回路电流的高效输出。通过持续的研究，CPA的存储密度满足了电磁炮电源的需求。

超导体发电机的出现,使发电机系统实现了革新,它作为大功率发电机系统，拥有良好的能量存储系统，作为同步发电机，对其设计主要体现在以下两方面:一方面，超导体材料作为转子线圈，而定子则选用普通的材料。此设计的优点为偏低的交流损耗与较高的效率，但缺点为受技术的制约，制冷设备在与定子保持隔离时，与转子的连接缺少合理性。另一方面，转子与定子均使用超导体材料，此时要求运行过程中，要全部制冷。此设计的优点为便捷的制冷，但缺点为交流损耗相对较大。

超导体发电机与传统的发电机相比，前者的优势是显著的，它的重量较轻、机械效率较高、成本偏低，同时污染相对较少。在超导体发电机中，其应用的超导体材料主要为铋锶铜氧（BSCCO）陶瓷与亿钡铜氧材丰葺(YBCO)，两种材料相比,后者的交流损耗相对较低,同时其抗磁性能与抗应变能力等均相对较高。在此类发电机不断发展过程中，低温制冷技术为其发展奠定了坚实的技术基础,如: YBCO导体中的机械制冷设备，此设备不仅体积小，其制冷效果十分明显。

1.3电感储能系统

该系统的优点较为显著，主要为较高的能量密度、较长的使用时间与较低的成本，同时，它具有较高的安全性与可靠性。在实际应用过程中，该系统最凸显的优势为较快的充电速度，基本在5s内便可以结束充电。当前，在轨道炮系统中对中型电感储能系统进行了应用，但此时的应用仍处于实验阶段，主要是由于电感储能技术具有滞后性，未能满足实际应用的需求。该系统的缺点体现在以下两方面，一方面为高功率电池的商业化水平偏低，另一方面为高电流开关未能实现重复使用，并且未能达到小型化的要求。

1.4蓄电池组

在电磁炮的能量存储系统中对蓄电池组进行了应用，此时的电池为高能密度锂离子电池，它的使用具有一定的安全性与高效性。高能密度锂离子电池能够提供100kJ的能量，此时其重量为5kg，与此同时，在2s内，其电流为2kA，因此，其储能系统满足了电磁炮的要求。