采用脉冲电流注入 (PCI)技术, 对差分信号接收芯片(DS26C32ATM)的敏感阈值进行研究。试验结果表明, 随着脉冲源电压的增大, 传输线上的注入电流增大, 差分信号接收芯片接口电路受到电磁脉冲干扰, 发生损伤。对损伤芯片进行失效机理分析, 定位故障。针对失效机理分析结果, 对差分信号接收芯片进行加固防护研究。试验结果为后续差分芯片的抗电磁脉冲干扰的性能试验提供可靠依据。

分别研究了脉冲电流法、微小电流法和光学成像法测量氮化镓基LED结温的基本原理,并对比了不同方法的结果可靠性。结果表明: 在大脉冲电流下,串联电阻效应不可忽略,脉冲电流法得到的平均结温偏低; 微小电流法能够减小加热电流和测试电流的切换时间和串联电阻效应,提高测量准确性; 光学成像法基于发光强度与结温的依赖关系,能够获得器件温度的空间分布,有助于制备高性能的LED。

为了增强高能脉冲激光器的驱动效能、优化驱动电路的工程实现效果, 采用电路分析与仿真的方法, 对脉冲氙灯和脉冲形成网络的放电特性进行了理论分析和仿真验证, 取得了各影响因素与脉冲电流波形的相关度数据。结果表明, 脉冲电流波形的矩形度和工程实现的难度随节数的增加而增加, 理想节数在5附近; 波峰幅值随末链电感的减小而减小, 其加权值的理想取值点在0.8附近; 上升速度随首链电感增加而减小, 其加权值的理想取值区间为1.2~1.4。此研究有利于进一步推动高能脉冲氙灯驱动电路的工程应用及拓展。

基于随动进给脉冲电流增强激光熔覆技术在42CrMo合金结构钢基体表面制备了Ni60A镍基合金涂层,研究了脉冲电流对熔覆涂层的影响。结果表明:采用随动进给电极,利用脉冲电流的趋肤效应,将大部分电流引入熔池,提高了电流利用效率,且较近的电极距离大大提高了电流密度,增强了改善效果,有利于制备缺陷少、质量高的熔覆涂层;相对于传统激光熔覆,脉冲电流增强激光熔覆既能提高熔覆效率,又能细化熔覆层晶粒,降低孔隙率,并均匀熔覆层组织,使其由常规激光熔覆形成的枝晶转变成等轴晶;脉冲电流增强激光熔覆试样的孔隙率为0.39%,平均晶粒尺寸约为4 μm,优于常规激光熔覆的0.62%和6 μm;同时采用随动进给电极可以减少熔覆层残余热应力和开裂敏感性,特别是小电极距离特有的高能量密度脉冲电流在熔覆层裂纹尖端形成的绕流效应和焦耳热效应能够实现熔覆层裂纹的在线自愈合,获得无裂纹的熔覆层,从而解决了激光熔覆层易开裂问题。

为测量Marx发生器输出电流, 设计了外积分式罗可夫斯基线圈。采用电容器放电的方式进行线下标定确定刻度因素, 采用盘式TEM室进行线圈的方波响应实验, 实验结果与等效电路模拟仿真吻合。线圈的响应时间为16 ns。模拟仿真分析了Marx连接假负载实验中, 实测电流波形后沿衰落较快且脉冲结束后基线不回零的问题。通过调整积分器的RC时间常数, 增加线圈的低频响应能力可消除该失真。改进后的线圈实验结果与理论分析一致。

采用板-板电极,在放电间隙距离为2 mm、放电电流峰值为22 kA条件下,对黄铜、钨铜电极的烧蚀特性进行了对比研究。利用高精度天平测量放电过程中的电极质量损失,分别获取了阴极、阳极及总的平均烧蚀速率。通过放电后电极表面微观形貌、微观元素组成的分析及液体中金属离子的含量分析,对水中脉冲放电金属电极的烧蚀机理进行了探讨。结果表明,水中脉冲放电时,钨铜电极的抗烧蚀性能明显高于黄铜电极。黄铜电极的主要烧蚀是以中心的大量孔洞及其边缘的波纹结构为表现形式的液体金属的溅射; 钨铜电极的突出物及较平整的表面暗示了气相侵蚀的作用。以电弧的焦耳热效应为催化剂,钨铜与水的电化学反应更为强烈,因此电化学腐蚀是水中放电电极烧蚀的形式之一。

对脉冲电流的测量，现用设备由数字示波器和电流探头组成，此测量装置的误差限为±1%，对误差限有较高要求的脉冲电流测量，该测量装置存在局限性。本文在上述测量设备的基础上，分析并找出常用方法产生误差的主要来源；为减小误差分量，提出了一种提高脉冲电流测量准确度的方法，即直流电流替代法；并详细阐述了直流电流替代法的工作原理和方法，对改进方法和常用方法进行不确定度分析比较。实验结果表明，改进方法可操作性强，能明显提高电流测量的准确度。