本發(fā)明涉及高功率脈沖驅(qū)動源開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電參數(shù)在線可調(diào)的磁開關(guān)及電參數(shù)調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

高功率脈沖驅(qū)動源技術(shù)是將能量以較低的功率儲存起來，通過開關(guān)、脈沖調(diào)制等技術(shù)在很短的時間內(nèi)把能量釋放給負(fù)載，從而在負(fù)載上獲得高功率(大于百兆瓦)電脈沖。近些年來，在高性能脈沖驅(qū)動源裝置的應(yīng)用牽引下，具有很高功率的電脈沖在高功率微波、高能量脈沖激光、等離子體物理、沖擊波發(fā)生器、材料表面改性、工業(yè)廢水廢氣處理、生物醫(yī)學(xué)以及食品殺菌消毒等眾多重點(diǎn)領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注和快速的發(fā)展，并取得了豐碩的成果。

高功率脈沖驅(qū)動源技術(shù)實質(zhì)上是一種研究能量存儲、壓縮、轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)募夹g(shù)，在這一過程中實現(xiàn)了強(qiáng)電脈沖的功率放大，而決定電脈沖功率放大能力的核心是開關(guān)技術(shù)。磁開關(guān)是一種全固態(tài)被動開關(guān)，具有工作電壓高(大于百千伏)、通流能力強(qiáng)(大于百千安)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、使用壽命長、工作穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，其能夠?qū)﹄娦盘柮}沖進(jìn)行脈寬壓縮和功率放大，是高功率脈沖驅(qū)動源實現(xiàn)高平均功率、固態(tài)化、長壽命的主要技術(shù)途徑之一，在高功率脈沖驅(qū)動源技術(shù)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。

磁開關(guān)主要由磁芯和纏繞在磁芯周圍的繞組構(gòu)成。磁芯主要由磁性材料及其封裝構(gòu)成。工作時，將磁開關(guān)串聯(lián)在電路中，利用磁性材料的非線性特性使得纏繞在其周圍的繞組電感產(chǎn)生非線性變化，實現(xiàn)對電信號脈沖進(jìn)行脈寬壓縮和功率放大。磁開關(guān)能夠利用兩種狀態(tài)間的快速切換實現(xiàn)開關(guān)功能，切換的過程滿足伏秒積公式∫V(t)dt＝NΔBS，其中V(t)為加載到磁開關(guān)上隨時間變化的電壓脈沖；N為磁開關(guān)繞組的匝數(shù)；ΔB為磁開關(guān)磁性材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量；S為磁開關(guān)繞組所包圍區(qū)域內(nèi)磁性材料的有效截面積。

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)的楊實博士在其博士學(xué)位論文《基于磁開關(guān)和帶狀線的長脈沖、超低阻抗脈沖發(fā)生器》報道了一種典型傳統(tǒng)磁開關(guān)，以下簡稱技術(shù)方案一。圖1為該裝置的結(jié)構(gòu)原理圖，主要由磁芯1、開關(guān)繞組2和復(fù)位電路3構(gòu)成。其中，磁芯1由M塊磁環(huán)4組成；開關(guān)繞組2為一段均勻纏繞在磁芯1上的連續(xù)導(dǎo)線，連續(xù)導(dǎo)線的首尾兩端點(diǎn)分別作為磁開關(guān)的輸入端5和輸出端6。復(fù)位電路3由復(fù)位電源7和復(fù)位繞組8組成。復(fù)位電源7為輸出電流3A的橫流電源。復(fù)位繞組8為一段均勻纏繞在磁芯1上的連續(xù)導(dǎo)線，其與復(fù)位電源7共同產(chǎn)生復(fù)位磁場復(fù)位磁場和開關(guān)繞組2產(chǎn)生的開關(guān)磁場方向相反，實現(xiàn)對磁性材料的復(fù)位。

這種傳統(tǒng)磁開關(guān)中的開關(guān)繞組2是由連續(xù)導(dǎo)線制成，并纏繞在磁芯1的外部，即磁開關(guān)加工完成后，繞組匝數(shù)N和繞組內(nèi)磁性材料的有效截面積S是固定的。根據(jù)磁開關(guān)工作原理，當(dāng)輸入電脈沖固定時，傳統(tǒng)磁開關(guān)的工作電壓是唯一確定的，無法進(jìn)行調(diào)節(jié)。若傳統(tǒng)磁開關(guān)的工作環(huán)境發(fā)生變化，則需要重新設(shè)計并加工一套磁開關(guān)，研制周期長，生產(chǎn)成本高，環(huán)境適應(yīng)性較差。研究認(rèn)為，適用范圍單一已經(jīng)是限制磁開關(guān)工作性能進(jìn)一步提高和應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展的主要因素之一。

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)的李嵩博士在其博士學(xué)位論文《高功率磁脈沖壓縮系統(tǒng)及其在場脈沖驅(qū)動源中的應(yīng)用研究》報道了一種基于機(jī)械手段的電參數(shù)離線可調(diào)型磁開關(guān)，以下簡稱技術(shù)方案二。該電參數(shù)離線可調(diào)型磁開關(guān)由磁芯1和組合式繞組9組成。磁芯1由N_c塊磁環(huán)4組成。磁環(huán)4具有圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其內(nèi)半徑為R_Iin，外半徑為R_Iout，高度為H_I。組合式繞組9由(2N-1)根導(dǎo)體桿9-1、2N片導(dǎo)體片9-2和(4N-2)根沉頭螺桿10構(gòu)成。(2N-1)根導(dǎo)體桿9-1由N根內(nèi)導(dǎo)體桿9-1-1和(N-1)根外導(dǎo)體桿9-1-2構(gòu)成，導(dǎo)體桿9-1均為直徑為D₁，長為L₁的細(xì)長圓柱體。2N片導(dǎo)體片9-2由N片上導(dǎo)體片9-2-1和N片下導(dǎo)體片9-2-2構(gòu)成。上導(dǎo)體片9-2-1是厚度為T的輻射狀金屬導(dǎo)體塊，下導(dǎo)體片9-2-2是厚度為T的渦旋狀金屬導(dǎo)體塊。在每根導(dǎo)體桿上、下端面的中心分別攻有與沉頭螺桿10相匹配的內(nèi)螺紋，導(dǎo)體桿9-1和導(dǎo)體片9-2相應(yīng)位置鉆孔，通過沉頭螺桿10將導(dǎo)體桿9-1和導(dǎo)體片9-2相互連接。不失一般性，定義上導(dǎo)體片9-2-1中的一片為UP₁^#導(dǎo)體片，與之相連接的內(nèi)導(dǎo)體桿9-1-1為IN₁^#導(dǎo)體桿，與UP₁^#導(dǎo)體片對應(yīng)的下導(dǎo)體片9-2-2為DOWN₁^#導(dǎo)體片，與UP₁^#導(dǎo)體片相連接的外導(dǎo)體桿9-1-2為OUT₁^#導(dǎo)體桿。UP₁^#導(dǎo)體片到IN₁^#導(dǎo)體桿，到DOWN₁^#導(dǎo)體片再到OUT₁^#導(dǎo)體桿，構(gòu)成組合式繞組的第一匝。以此類推，UP_f^#(f＝2,3,…,N-1)導(dǎo)體片到IN_f^#導(dǎo)體桿，到DOWN_f^#導(dǎo)體片再到OUT_f^#導(dǎo)體桿，構(gòu)成組合式繞組的第f匝，UP_N^#導(dǎo)體片到IN_N^#導(dǎo)體桿，再到DOWN_N^#導(dǎo)體片，再到OUT_N^#導(dǎo)體桿構(gòu)成組合式繞組的第N匝。任一沉頭螺桿10的位置均可以作為磁開關(guān)的輸入端和輸出端。

這種具有組合式繞組的磁開關(guān)可以通過改變磁開關(guān)輸入端和輸出端的相對位置，調(diào)整磁開關(guān)繞組匝數(shù)，進(jìn)而在固定的電脈沖輸入下，實現(xiàn)調(diào)節(jié)磁開關(guān)工作電壓的離線可調(diào)。然而，這種調(diào)整需要將高功率脈沖驅(qū)動源停機(jī)，然后將磁開關(guān)從系統(tǒng)中分離，通過調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)其輸出電參數(shù)的調(diào)節(jié)。因此，這種離線可調(diào)式磁開關(guān)盡管使用機(jī)械方法在一定程度上實現(xiàn)了傳統(tǒng)磁開關(guān)工作點(diǎn)單一的問題，但其調(diào)整過程較為復(fù)雜，周期較長，且操作較為繁瑣。更為重要的是，這種離線調(diào)節(jié)方法只能實現(xiàn)繞組匝數(shù)在整數(shù)間的調(diào)整，無法實現(xiàn)工作電壓和脈沖上升時間的連續(xù)可調(diào)。這些不足直接影響到電參數(shù)可調(diào)型磁開關(guān)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)磁開關(guān)工作點(diǎn)單一，適用范圍受到限制，而機(jī)械離線可調(diào)式磁開關(guān)調(diào)整過程復(fù)雜、周期較長、且操作繁瑣等問題，提供一種電參數(shù)在線可調(diào)的磁開關(guān)及電參數(shù)調(diào)節(jié)方法。這種磁開關(guān)通過控制磁開關(guān)復(fù)位電路產(chǎn)生的復(fù)位電流，調(diào)整復(fù)位磁場的幅值，進(jìn)而改變磁開關(guān)中磁性材料的復(fù)位深度(即改變磁開關(guān)磁性材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量)，實現(xiàn)磁開關(guān)工作電壓和脈沖上升時間的在線連續(xù)可調(diào)。從根本上解決傳統(tǒng)磁開關(guān)工作點(diǎn)單一，環(huán)境適用性差，以及機(jī)械離線調(diào)節(jié)式磁開關(guān)調(diào)整過程復(fù)雜、周期較長、且操作繁瑣等問題，改進(jìn)磁開關(guān)的工作性能，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本發(fā)明由磁芯、開關(guān)繞組、復(fù)位電路和處理模塊構(gòu)成。其中，磁芯由M塊磁環(huán)組成，每塊磁環(huán)的截面積為A，平均磁路長度為l，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B_s，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度為B_r。其中，B_s和B_r為磁性材料的本征參數(shù)，當(dāng)磁性材料種類和處理工藝選定后，這兩個參數(shù)為確定值；A和l為磁芯的幾何參數(shù)，當(dāng)磁芯加工完成后也為確定值。磁芯、開關(guān)繞組與背景技術(shù)一中描述相同。開關(guān)繞組為一段均勻纏繞在磁芯上匝數(shù)為N的連續(xù)導(dǎo)線，連續(xù)導(dǎo)線的首尾兩端點(diǎn)分別作為磁開關(guān)的輸入端和輸出端。復(fù)位電路由復(fù)位電源和復(fù)位繞組組成。復(fù)位電源為輸出電流在0-10A范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的電流源。復(fù)位電源通過電纜或光纖與處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由處理模塊控制復(fù)位電源輸出的復(fù)位電流的幅值I₂。復(fù)位繞組為一段均勻纏繞在磁芯上繞組匝數(shù)為N_r的連續(xù)導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端分別連接復(fù)位電源的正、負(fù)兩級。復(fù)位電源產(chǎn)生的復(fù)位電流流經(jīng)復(fù)位繞組產(chǎn)生復(fù)位磁場這一磁場與高功率電脈沖和開關(guān)繞組產(chǎn)生的開關(guān)磁場方向相反。復(fù)位磁場和開關(guān)磁場能夠影響磁芯的工作狀態(tài)。

處理模塊是安裝了復(fù)位電流解算軟件的計算機(jī)。處理模塊通過光纖或電纜與復(fù)位電源相連，并進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交換。復(fù)位電流解算軟件從鍵盤接收應(yīng)用場景需要的電參數(shù)(包括工作電壓V、脈沖上升時間τ)，通過公式(其中Φ為磁通量，正比于磁開關(guān)工作電壓與脈沖上升時間的乘積V·τ，N為開關(guān)繞組匝數(shù)，M·A為開關(guān)繞組內(nèi)磁性材料的有效截面積)，解算出所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量ΔB，再根據(jù)安培定律和選定磁性材料的磁滯回線，計算出所需復(fù)位電流的幅值I₂。

本發(fā)明實現(xiàn)磁開關(guān)電參數(shù)調(diào)節(jié)的方法是：

第1步，處理模塊從鍵盤接收結(jié)合實際應(yīng)用環(huán)境需求輸入的高功率電脈沖電壓隨時間的變化關(guān)系V(t)；

第2步，處理模塊內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件根據(jù)磁通守恒定律計算磁開關(guān)工作所需磁通量Φ＝∫V(t)dt；

第3步，復(fù)位電流解算軟件計算所需磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量其中，N為開關(guān)繞組匝數(shù)，M·A開關(guān)繞組內(nèi)磁性材料的有效截面積；

第4步，處理模塊內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件計算磁開關(guān)中磁性材料的工作起始點(diǎn)B_start＝ΔB-B_s，(B_s是磁性材料的本征特性)；

第5步，根據(jù)磁性材料的磁滯回線(表征了磁性材料內(nèi)磁場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的對應(yīng)關(guān)系)，由處理模塊內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件找出磁性材料的工作起始點(diǎn)B_start對應(yīng)的復(fù)位磁場的磁場強(qiáng)度H_start，復(fù)位磁場強(qiáng)度直接決定了磁性材料的復(fù)位深度，磁場越強(qiáng)，復(fù)位深度越高，磁場越弱，復(fù)位深度越低；

第6步，處理模塊內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件根據(jù)安培定律計算所需復(fù)位電源的輸出電流l為磁環(huán)的平均磁路長度，N_r為復(fù)位繞組匝數(shù)；

第7步，處理模塊內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件向復(fù)位電源輸出幅值為I₂的恒定電流，產(chǎn)生實際應(yīng)用環(huán)境需要的復(fù)位磁場，進(jìn)而改變磁開關(guān)中磁性材料的復(fù)位深度，實現(xiàn)磁開關(guān)工作電壓和脈沖上升時間的在線連續(xù)可調(diào)。

復(fù)位電流I₂決定了磁開關(guān)中磁性材料的復(fù)位深度，即直接決定了磁開關(guān)工作過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量ΔB。根據(jù)磁通守恒定律，∫V(t)dt＝NΔBS，當(dāng)磁開關(guān)的繞組匝數(shù)N和開關(guān)繞組內(nèi)磁性材料的有效截面積M·A確定后，通過改變ΔB可以實現(xiàn)磁開關(guān)磁通量的調(diào)節(jié)，而磁開關(guān)磁通量正比于磁開關(guān)工作電壓和脈沖上升時間，因此，通過控制復(fù)位電源輸出的復(fù)位電流幅值就能夠調(diào)節(jié)磁開關(guān)的工作電壓和脈沖上升時間。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用本發(fā)明可以達(dá)到以下效果：

(1)本發(fā)明電參數(shù)在線可調(diào)的磁開關(guān)通過調(diào)整磁開關(guān)復(fù)位電路產(chǎn)生的復(fù)位磁場幅值，改變磁開關(guān)中磁性材料的復(fù)位深度，進(jìn)而實現(xiàn)磁開關(guān)工作電壓等電參數(shù)的調(diào)節(jié)。這種電參數(shù)在線可調(diào)的磁開關(guān)解決了工作點(diǎn)單一的問題，提高了環(huán)境適用性；

(2)本發(fā)明電參數(shù)調(diào)節(jié)方法可改變磁開關(guān)中磁性材料的復(fù)位深度。相比機(jī)械離線可調(diào)式磁開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)磁開關(guān)的工作電壓和脈沖上升時間在不停機(jī)、不拆卸的狀態(tài)下實現(xiàn)在線連續(xù)可調(diào)。有效提高了磁開關(guān)電參數(shù)的調(diào)節(jié)能力，拓寬了應(yīng)用范圍；

(3)本發(fā)明可以在不改變原有磁開關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況下，通過增加處理模塊，更換復(fù)位電源，實現(xiàn)電參數(shù)連續(xù)可調(diào)，有效簡化調(diào)整過程、縮短調(diào)整周期、易于實現(xiàn)智能化操作，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，并實現(xiàn)裝置的批量生產(chǎn)和商品化。

附圖說明

圖1為背景技術(shù)所述楊實博士論文《基于磁開關(guān)和帶狀線的長脈沖、超低阻抗脈沖發(fā)生器》中報道的磁開關(guān)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為背景技術(shù)所述李嵩博士論文《高功率磁脈沖壓縮系統(tǒng)及其在場脈沖驅(qū)動源中的應(yīng)用研究》中報道的磁開關(guān)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明電參數(shù)在線可調(diào)的磁開關(guān)總體結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明電參數(shù)調(diào)節(jié)方法流程圖。

具體實施方式

圖1為背景技術(shù)所述楊實博士論文《基于磁開關(guān)和帶狀線的長脈沖、超低阻抗脈沖發(fā)生器》中報道的磁開關(guān)實物圖。如圖1所示，該器件主要由磁芯1、開關(guān)繞組2和復(fù)位電路3構(gòu)成。其中，磁芯1由M塊磁環(huán)4組成；開關(guān)繞組2為一段均勻纏繞在磁芯1上的連續(xù)導(dǎo)線，連續(xù)導(dǎo)線的首尾兩端點(diǎn)分別作為磁開關(guān)的輸入端5和輸出端6。復(fù)位電路3由復(fù)位電源7和復(fù)位繞組8組成。復(fù)位電源7為輸出電流3A的橫流電源。復(fù)位繞組8為一段均勻纏繞在磁芯1上的連續(xù)導(dǎo)線，其與復(fù)位電源7共同產(chǎn)生復(fù)位磁場復(fù)位磁場和開關(guān)繞組2產(chǎn)生的開關(guān)磁場方向相反，實現(xiàn)對磁性材料的復(fù)位。

圖2為背景技術(shù)所述楊實博士論文《高功率磁脈沖壓縮系統(tǒng)及其在場脈沖驅(qū)動源中的應(yīng)用研究》中報道的磁開關(guān)結(jié)構(gòu)圖，主要由磁芯1和組合式繞組9組成。磁芯1由N_c塊磁環(huán)4組成。磁環(huán)4具有圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其內(nèi)半徑為R_Iin，外半徑為R_Iout，高度為H_I。組合式繞組9由(2N-1)根導(dǎo)體桿9-1、2N片導(dǎo)體片9-2和(4N-2)根沉頭螺桿10構(gòu)成。(2N-1)根導(dǎo)體桿9-1由N根內(nèi)導(dǎo)體桿9-1-1和(N-1)根外導(dǎo)體桿9-1-2構(gòu)成，導(dǎo)體桿9-1均為直徑為D₁，長為L₁的細(xì)長圓柱體。2N片導(dǎo)體片9-2由N片上導(dǎo)體片9-2-1和N片下導(dǎo)體片9-2-2構(gòu)成。上導(dǎo)體片9-2-1是厚度為T的輻射狀金屬導(dǎo)體塊，下導(dǎo)體片9-2-2是厚度為T的渦旋狀金屬導(dǎo)體塊。在每根導(dǎo)體桿上、下端面的中心分別攻有與沉頭螺桿10相匹配的內(nèi)螺紋，導(dǎo)體桿9-1和導(dǎo)體片9-2相應(yīng)位置鉆孔，通過沉頭螺桿10將導(dǎo)體桿9-1和導(dǎo)體片9-2相互連接。不失一般性，定義上導(dǎo)體片9-2-1中的一片為UP₁^#導(dǎo)體片，與之相連接的內(nèi)導(dǎo)體桿9-1-1為IN₁^#導(dǎo)體桿，與UP₁^#導(dǎo)體片對應(yīng)的下導(dǎo)體片9-2-2為DOWN₁^#導(dǎo)體片，與UP₁^#導(dǎo)體片相連接的外導(dǎo)體桿9-1-2為OUT₁^#導(dǎo)體桿。UP₁^#導(dǎo)體片到IN₁^#導(dǎo)體桿，到DOWN₁^#導(dǎo)體片再到OUT₁^#導(dǎo)體桿，構(gòu)成組合式繞組的第一匝。以此類推，UP_f^#(f＝2,3,…,N-1)導(dǎo)體片到IN_f^#導(dǎo)體桿，到DOWN_f^#導(dǎo)體片再到OUT_f^#導(dǎo)體桿，構(gòu)成組合式繞組的第f匝，UP_N^#導(dǎo)體片到IN_N^#導(dǎo)體桿，再到DOWN_N^#導(dǎo)體片，再到OUT_N^#導(dǎo)體桿構(gòu)成組合式繞組的第N匝。任一沉頭螺桿10的位置均可以作為磁開關(guān)的輸入端和輸出端。

圖3為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明由磁芯1、開關(guān)繞組2、復(fù)位電路3和處理模塊11構(gòu)成。其中，磁芯1由M塊磁環(huán)4組成，每塊磁環(huán)4的截面積為A，平均磁路長度為l，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B_s，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度為B_r。其中，B_s和B_r為磁性材料的本征參數(shù)，當(dāng)磁性材料種類和處理工藝選定后，這兩個參數(shù)為確定值；A和l為磁芯的幾何參數(shù)，當(dāng)磁芯加工完成后也為確定值。磁芯1、開關(guān)繞組2與背景技術(shù)一中描述相同。開關(guān)繞組2為一段均勻纏繞在磁芯1上匝數(shù)為N的連續(xù)導(dǎo)線，連續(xù)導(dǎo)線的首尾兩端點(diǎn)分別作為磁開關(guān)的輸入端5和輸出端6。復(fù)位電路3由復(fù)位電源7和復(fù)位繞組8組成。復(fù)位電源7為輸出電流在0-10A范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的電流源。復(fù)位電源7通過電纜或光纖與處理模塊11進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由處理模塊11控制復(fù)位電源7輸出的復(fù)位電流的幅值I₂。復(fù)位繞組8為一段均勻纏繞在磁芯1上繞組匝數(shù)為N_r的連續(xù)導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端分別連接復(fù)位電源7的正、負(fù)兩級。復(fù)位電源7產(chǎn)生的復(fù)位電流流經(jīng)復(fù)位繞組8產(chǎn)生復(fù)位磁場這一磁場與高功率電脈沖和開關(guān)繞組2產(chǎn)生的開關(guān)磁場方向相反。復(fù)位磁場和開關(guān)磁場能夠影響磁芯1的工作狀態(tài)。

處理模塊11是安裝了復(fù)位電流解算軟件的計算機(jī)。處理模塊11通過光纖或電纜與復(fù)位電源7相連，并進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交換。復(fù)位電流解算軟件從鍵盤接收應(yīng)用場景需要的電參數(shù)(包括工作電壓V、脈沖上升時間τ)，通過公式(其中Φ為磁通量，正比于磁開關(guān)工作電壓與脈沖上升時間的乘積V·τ，N為開關(guān)繞組2匝數(shù)，M·A為開關(guān)繞組2內(nèi)磁性材料的有效截面積)，解算出所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量ΔB，再根據(jù)安培定律和選定磁性材料的磁滯回線，計算出所需復(fù)位電流的幅值I₂。

圖4為本發(fā)明電參數(shù)調(diào)節(jié)方法流程圖。具體工作過程可以進(jìn)行如下描述：

第1步，處理模塊11從鍵盤接收結(jié)合實際應(yīng)用環(huán)境需求輸入的高功率電脈沖電壓隨時間的變化關(guān)系V(t)；

第2步，處理模塊11內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件根據(jù)磁通守恒定律計算磁開關(guān)工作所需磁通量Φ＝∫V(t)dt；

第3步，復(fù)位電流解算軟件計算所需磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量其中，N為開關(guān)繞組2匝數(shù)，M·A開關(guān)繞組2內(nèi)磁性材料的有效截面積；

第4步，處理模塊11內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件計算磁開關(guān)中磁性材料的工作起始點(diǎn)B_start＝ΔB-B_s，(B_s是磁性材料的本征特性)；

第5步，根據(jù)磁性材料的磁滯回線(表征了磁性材料內(nèi)磁場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的對應(yīng)關(guān)系)，由處理模塊11內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件找出磁性材料的工作起始點(diǎn)B_start對應(yīng)的復(fù)位磁場的磁場強(qiáng)度H_start，復(fù)位磁場強(qiáng)度直接決定了磁性材料的復(fù)位深度，磁場越強(qiáng)，復(fù)位深度越高，磁場越弱，復(fù)位深度越低；

第6步，處理模塊11內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件根據(jù)安培定律計算所需復(fù)位電源的輸出電流l為磁環(huán)4的平均磁路長度，N_r為復(fù)位繞組匝數(shù)；

第7步，處理模塊11內(nèi)的復(fù)位電流解算軟件向復(fù)位電源7輸出幅值為I₂的恒定電流，產(chǎn)生實際應(yīng)用環(huán)境需要的復(fù)位磁場。