特種電源是普通電源無法取代的，在工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療、國防和科研等方面具有廣泛應用，且發(fā)展?jié)摿薮螅F(xiàn)僅介紹具有廣泛代表性的高壓電源、脈沖電源和加速器電源系統(tǒng)。

①雷達發(fā)射機用的高壓電源：在現(xiàn)代雷達發(fā)射機中，用行波管(TWT)作為微波功率放大器件占有很大的比例,作為高功率部分,它的可靠性與技術指標如何,對雷達發(fā)射機乃至整個雷達有著直接的影響，而支撐著行波管的高壓電源(系統(tǒng))更顯得至為重要。雷達行波管用高壓開關電源，可采用全橋諧振PWM調(diào)制方式,大功率開關器件采用先進的IGBT模塊及先進可靠的驅(qū)動電路，使得電源的整體性能良好，穩(wěn)定度好,并且具有各種保護功能。

②電子束焊機用大功率高壓電源：電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優(yōu)點而廣泛應用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業(yè)。電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發(fā)射電子，該電子在高壓靜電場的加速下通過電磁場的聚焦就可以形成能量密度極高的電子束，用此電子束去轟擊工件，巨大的動能轉(zhuǎn)化為熱量，使焊接處工件熔化，形成熔池，從而實現(xiàn)對工件的焊接。

③高壓脈沖電源：在雷達導航設備中，其發(fā)射部分一般都需要一高電壓、窄脈沖，不同重復頻率的強功率脈沖源，這種強功率脈沖源一般通過一個高壓電源將市電升為幾千伏至幾十千伏直流高壓，然后由一個調(diào)制器將直流高壓調(diào)制為所需脈寬及頻率的脈沖源以供發(fā)射管使用。高壓脈沖源主要由高壓電源及調(diào)制器組成，高壓電源采用開關穩(wěn)壓電源，調(diào)制器采用半導體固態(tài)器件。

④在醫(yī)學領域的應用：在醫(yī)學領域，許多醫(yī)療設備都需要高壓電源或高壓脈沖電源、典型的如CT機、X射機光機等。介紹一種在神經(jīng)和精神疾病治療領域中高壓脈沖電源的應用——經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)。

⑤大功率高壓脈沖電源在污水處理中的應用：用大功率高壓電脈沖處理污水是利用在水中高電壓(30～50千伏)、大電流(幾十千安)脈沖放電產(chǎn)生的等離子體(自由基和紫外輻射)，及等離子體通道剛性條件下迅速膨脹產(chǎn)生的沖擊波對污水中有機化合物的等離子體物理及電化學的復雜作用，使其降解為二氧化碳、水等簡單分子，達到處理污水的目的。

⑥高壓脈沖電源在食品殺菌中的應用：高壓脈沖電源殺菌技術的應用研究主要集中在液態(tài)食品(如飲料、牛奶等)的殺菌，經(jīng)高壓脈沖電場殺菌加工的飲料具有安全、風味和口感近似新鮮飲料、營養(yǎng)好的特點，故此技術對食品加工廠家具有極大的吸引力，具有良好的市場前景。

⑦高壓電源在(塑料薄膜)材料表面處理中的應用:塑料薄膜已經(jīng)成為現(xiàn)代包裝工藝的主流材料，具有透明、防潮、氣密性好等突出優(yōu)點。但大部分塑料薄膜屬于非極性高分子材料，對油墨的親和性都比較差，而且在形成過程中加入的增塑劑、引發(fā)劑、殘留單體和降解物等低分子物質(zhì)很容易析出而匯集于材料表面形成無定性層，使塑料薄膜表面的潤濕性能變差，所以在印刷前必須經(jīng)過處理。

⑧加速器電源系統(tǒng);電源系統(tǒng)是加速器中一個重要組成部分，其主要功能是和負載一起為加速器提供所需的磁場和電場。這個電源系統(tǒng)絕大多數(shù)是高精度線性電源，幾乎全部是直流穩(wěn)流和直流穩(wěn)壓電源。其基本結構是開關電源和晶閘管相控電源。主要技術指標(長期電流穩(wěn)定度，電流紋波等)要求很高，二極鐵電源電流長期穩(wěn)定度一般優(yōu)于2×10-4/8小時，四極鐵電源電流長期穩(wěn)定度一般優(yōu)于5×10-4/8小時。

特種電源一般是為特殊負載或場合要求而設計的，它的應用十分廣泛。主要有：電鍍電解、陽極氧化、感應加熱、醫(yī)療設備、電力操作、電力試驗、環(huán)保除塵、空氣凈化、食品滅菌、激光紅外、光電顯示等。而在國防及軍事上，特種電源更有普通電源不可取代的用途，主要用于：雷達導航、高能物理、等離子體物理及核技術研究等。

可見特種電源就是運用電力電子技術及一些特殊手段，將發(fā)電廠或蓄電池輸出的一次電能，變換成能滿足對電能形式特殊需要的場合要求而設計的電源。

生產(chǎn)特種電源的廠商很多，例如國內(nèi)的有西安兆福電子有限公司，東陽市大通電器廠，西安秦川特種電源有限公司，無錫特種電源設備廠，駱駝特種電源等，國外的有德國的Iseg公司，英國的HiTekPower公司，美國的GAMMA公司，美國的SpellmanHighVoltage公司等。

電磁探測特種電源瞬變電磁法基本原理

電磁探測技術是地球物理勘探技術的一大種類，從場源的形式，分為人工場源和天然場源；從場源的性質(zhì)，分為電耦源和磁耦源兩類；按響應的性質(zhì)，分為頻域電磁法和時間域電磁法。

瞬變電磁法（TransientElectroMagnetic，簡稱TEM），或稱時間域電磁法（Timedomainelectromagnetic，簡稱TDEM），是一種利用電磁法原理進行地質(zhì)勘探的先進技術。以接地導線通以脈沖電流為激勵場源，稱電耦源瞬變電磁法；以不接地導線通以脈沖電流為激勵場源，稱磁耦源瞬變電磁法。TEM最早由Ward于1938年提出，50年代，原蘇聯(lián)提出了遠區(qū)和近區(qū)建場法，1962年，加拿大Barringer公司的INPUT系統(tǒng)投入使用。此后，國內(nèi)外各研究機構和生產(chǎn)廠家,不斷推出智能化瞬變電磁儀。

磁耦源瞬變電磁法工作模式分同點裝置、偶極裝置和大定回線裝置三種。圖1為大定回線裝置系統(tǒng)框圖，系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩部分構成。

系統(tǒng)各部分作用如下：

發(fā)射機系統(tǒng)：由電池組、瞬變電磁發(fā)射機、發(fā)射線圈、GPS同步控制器組成，用于產(chǎn)生激勵電流波形，負載為發(fā)射線圈。激勵電流有雙極性電流脈沖、三角波和半正弦波幾種。但最常用的是雙極性電流脈沖，發(fā)射波形頻率在0.0625~32Hz之間，發(fā)射功率為數(shù)百瓦~數(shù)十千瓦，發(fā)射電流為幾安培至上百安培，發(fā)射時序由GPS同步控制器產(chǎn)生。

接收機系統(tǒng)：由瞬變電磁信號接收機、接收線圈、GPS同步控制器組成。接收地質(zhì)體的感應信號，傳感器為接收線圈、有源磁探頭或高溫超導量子干涉儀，接收由GPS同步控制器控制。

GPS同步控制器：用于協(xié)調(diào)發(fā)射機、接收機的時序（在同點裝置或小回線應用時也可采用電纜同步）。

在大定回線裝置系統(tǒng)中，為了提高工作效率，多套接收系統(tǒng)可以同時同步工作。

電磁探測特種電源瞬變電磁法發(fā)射技術的關鍵問題

實際的發(fā)射機不可能做到理想的階躍電流激勵，存在關斷延時，在電流下降沿期間，存在一次場和二磁場的混疊。為了提高淺層探測能力，應縮短發(fā)射機的關斷延時，將數(shù)據(jù)采集起始時刻盡量前移。另外，發(fā)射機還存在開關噪聲、下降沿波形無規(guī)律、受負載變化影響等問題。

①發(fā)射電流波形類型

瞬變電磁法的激勵場源分單極性和雙極性電流脈沖兩類。產(chǎn)生單極性電流脈沖的原理近似于照相機閃光燈原理，利用電容存儲高能量，在瞬間釋放，可產(chǎn)生高達100A的放電電流，這種技術也叫能量壓縮技術。

單極性場源產(chǎn)生的響應信號強，儀器節(jié)能、低損耗，但存在明顯缺點：由于脈沖很窄，上升沿和下降沿產(chǎn)生的電磁響應混迭在一起，上升沿的影響不能忽略；設計加速電流下降和改善下降沿波形的電感能量釋放回路很困難；對于雙極性激勵，可采用正向、負向響應相減的辦法，消除運算放大器零點，但單極性激勵無法采用這種技術。因此，目前的TEM系統(tǒng)一般采用雙極性場源。

②關斷延時對TEM響應的影響

關斷延時越小，諧波分量越豐富，對探測淺部信息越有利，淺部地質(zhì)結構產(chǎn)生的響應衰減較快，反映在TEM接收信號早期，深部地質(zhì)結構產(chǎn)生的響應衰減較慢，反映在TEM接收信號晚期。

③電流下降沿波形形狀影響

由于負載呈感性，電流一般呈指數(shù)上升，需要經(jīng)過一段時間才能達到穩(wěn)態(tài)；在電流下降沿，由于不同發(fā)射機的電感能量泄放回路拓撲結構的不同，下降沿形狀變化較多，較普遍的是呈指數(shù)規(guī)律下降，也可能是線性或其他函數(shù)。電流下降沿波形與電感能量釋放網(wǎng)絡結構、負載電感量、負載電阻、發(fā)射電流、器件參數(shù)有關。電子開關的極間電容產(chǎn)生振蕩、二極管的恢復時間會造成電流過沖、IGBT拖尾電流使波形畸變、非理想的驅(qū)動信號都會造成電流波形失真。

④發(fā)射電流大小

大的發(fā)射電流有利于增強信噪比，并增強深部地質(zhì)結構的電磁響應，因此，總是希望發(fā)射電流越大越好。目前，雙極性脈沖電流一般在50A以內(nèi)。