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电磁轨道炮的脉冲电容器在放电起始阶段，存在晶闸管电压振荡问题，如何解决？
电磁轨道炮用脉冲功率电源模块多采用耐高压、耐大脉冲电流冲击的晶闸管作为脉冲电容器的放电主开关，以尽可能地减少体积，提高储能密度。现有文献针对晶闸管的动态开通过程已进行过大量研究，主要致力于提高晶闸管电路模型的准确性。
海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室的研究人员朱博峰、鲁军勇、张晓、戴宇峰、王鑫，在2020年第6期《电工技术学报》上撰文，针对一种由脉冲电容器放电主回路高频谐振引起的晶闸管开通过程电压振荡现象，首先根据真实的实验电路结构研究振荡产生的机理；进而通过电路仿真验证理论分析的正确性；最后提出消除电压振荡的方案并完成实验验证。相关研究结论对优化电磁轨道炮用脉冲功率源具有一定的现实意义。
晶闸管的研究最早出现在20世纪50年代，其因优良的电流放大性能和高频重复开断能力而受到了广泛关注。20世纪90年代德法联合实验室及美国陆军率先开展了以晶闸管作为电磁发射用脉冲功率电源放电开关的研究，并逐步取代了当时该领域较为主流的火花隙开关、引燃管、闸流管以及触发真空开关。
经过近30年的发展，现如今晶闸管已经广泛应用于电磁发射用脉冲功率电源的放电开关，相对传统的放电开关更可靠、寿命更长、无需维护、无污染且安装灵活。
海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室的研究人员，在工程实践中通过大量实验发现，当脉冲电容器放电主回路由于杂散参数原因而存在高频谐振支路时，放电起始阶段即晶闸管开始导通到即将导通的过程，负载两侧、电感器两侧以及晶闸管两侧均会存在一定幅值且快速衰减的高频电压振荡现象，振荡过程中晶闸管将承受较大的正反向du/dt，并且在即将导通时，由于晶闸管内阻此时非常小，晶闸管两侧还会因为振荡而出现正负交替的电压，这些都将极大地损害晶闸管使用寿命，甚至导致击穿，威胁脉冲功率电源系统安全。
图1 振荡现象电路仿真模型
图2 阻容吸收设计方案对比
图3 振荡消除后晶闸管、负载侧和电感电压
基于这一特殊的实验现象，研究人员根据所研究的脉冲功率电源模块放电主回路实际结构，分析了系统杂散参数存在的具体位置以及杂散参数引起电压谐振的物理机制；进而通过系统仿真方法验证了上述理论分析的正确性；提出了消除晶闸管两端电压振荡的具体方法并通过实验进行了验证。
研究人员最后认为：
1）当电源模块负载侧存在寄生电容时，脉冲电容器放电起始阶段主回路将存在快速衰减的电压高频振荡，进而引起晶闸管开通时电压振荡。
2）通过合理的阻容吸收支路设计，可以有效地抑制这种电压谐振，避免晶闸管击穿等危险。
以上研究成果发表在2020年第6期《电工技术学报》，论文标题为“大容量脉冲电容器放电起始阶段晶闸管电压高频振荡机理研究”，作者为朱博峰、鲁军勇、张晓、戴宇峰、王鑫。
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