17、爆炸脉冲功率中通量压缩发电机为大电阻负载供电的研究

爆炸脉冲功率中通量压缩发电机为大电阻负载供电的研究

1. 为大电阻负载供电的基本原理

在某些情况下，需要供电的负载主要是电阻性的，如闪光灯、一些二极管和激光腔等。为了有效地直接为负载供电，负载电阻必须远小于发电机的平均阻抗，通常负载电阻要小于1欧姆。不过，通过合理选择变压器的电感，可以高效地为次级电路中电阻较大的负载供电。

发电机电感可表示为：
[L(t) = L_0[1 + A(t/T_1) + B(t/T_1)^2 + C(t/T_1)^3]]
其中，(L_0)是发电机的初始电感，(T_1)是发电机的烧蚀时间，(A)、(B)和(C)的值可在一定范围内任意选择，但需满足当(t \to T_1)时，(L(t))单调减小至零。

2. 无变压器直接供电示例

以直接用通量压缩发电机（FCG）为20Ω负载供电为例，初级电阻(R_1)即为负载电阻，源电感(l_0 = 0.1µH)，初始电流(I_0 = 200 kA)，电感(L_1)取零，次级电路通过设置(k = 0)抑制。系统的初始电感能量(E_0 = 0.1LI_0^2 = 202 kJ)。
求解电路方程后发现，仅向20Ω负载输送了202.8 kJ的能量，且几乎全部在2 - 3µs内输送完毕。若电路电感(L_c)不变，初始电感能量将根据以下公式转移到电阻负载上：
[E_R(t) = 0.5L_cI_0^2(1 - e^{-2Rt/L_c})]
在初始电感为10.1 µH、电阻为20Ω的情况下，99.9%的初始能量将在小于2 µs内输送到负载(R)上。在这段时间内，根据上述发电机电感公式，发电机电感仅下降约1%，但发电机中几乎没有剩余磁通量可压缩，发电机总共仅向原始