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脉冲形成网络的设计与实验研究 被引量:13
1
作者 王庆峰 高国强 +2 位作者 刘庆想 张政权 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期531-535,共5页
采用陶瓷无感电容器作为储能介质,设计了一种低阻抗高储能密度的中等高压脉冲形成网络。该脉冲形成网络采用无感陶瓷电容器作为储能介质,每一个电容器的容值为1.7 nF。电容器采用相对介电常数较高的钛酸钡作为材料,单个电容器的直径为6... 采用陶瓷无感电容器作为储能介质,设计了一种低阻抗高储能密度的中等高压脉冲形成网络。该脉冲形成网络采用无感陶瓷电容器作为储能介质,每一个电容器的容值为1.7 nF。电容器采用相对介电常数较高的钛酸钡作为材料,单个电容器的直径为6 cm、高度为4 cm,该电容器在变压器油中的工作电压可以达到50 kV。实验结果表明,设计的单线型中等高压脉冲形成网络可在1Ω的匹配负载上获得半高宽220 ns,前沿为40 ns的高压脉冲,能很好满足脉冲功率系统小型化的应用要求。实验研究还表明,设计的低阻抗Blum-lein型脉冲形成网络,在工作电压为44 kV时可在2.5Ω的低阻抗负载上获得脉宽230 ns,前沿约为50 ns的脉冲。 展开更多
关键词 高功率微波 脉冲形成线 脉冲形成网络 陶瓷电容 低阻抗负载
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L型脉冲形成网络的仿真与实验研究 被引量:11
2
作者 王朋 李名加 +4 位作者 康强 谭杰 罗敏 王淦平 杨晓亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2461-2465,共5页
研究了L型连接结构对脉冲形成网络输出波形的影响。采用有限积分法,对L型连接结构的脉冲形成网络进行三维建模和仿真,并将其与直线型连接结构的脉冲形成网络仿真结果进行比较。结果表明:L型结构的脉冲形成网络前沿与直线型结构基本一致... 研究了L型连接结构对脉冲形成网络输出波形的影响。采用有限积分法,对L型连接结构的脉冲形成网络进行三维建模和仿真,并将其与直线型连接结构的脉冲形成网络仿真结果进行比较。结果表明:L型结构的脉冲形成网络前沿与直线型结构基本一致,约为40ns,半高宽为168ns,比直线型小7ns,平顶处较直线型结构有所波动,表现为平顶后段幅度升高。通过对两种连接结构的脉冲形成网络进行高压实验,验证了仿真结果。在脉冲功率驱动源结构紧凑化的工程应用中,L型连接结构的输出波形能基本满足要求。 展开更多
关键词 脉冲形成网络 有限积分 仿真 L型结构
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固态化脉冲形成网络Marx脉冲发生器 被引量:10
3
作者 李志强 杨建华 +2 位作者 张建德 张军 洪志强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期253-256,共4页
和传统Marx发生器单级由单一电容组成不同,脉冲形成网络Marx发生器的每一级是以陶瓷电容排列成网络形式组成脉冲形成网络,然后再通过串联叠加的方式实现电压叠加。由于采用了脉冲网络形成线,该型发生器可以产生质量较高的脉冲波形。对该... 和传统Marx发生器单级由单一电容组成不同,脉冲形成网络Marx发生器的每一级是以陶瓷电容排列成网络形式组成脉冲形成网络,然后再通过串联叠加的方式实现电压叠加。由于采用了脉冲网络形成线,该型发生器可以产生质量较高的脉冲波形。对该型Marx发生器的充电方式、开关结构、结构布局等进行了研究,设计了两种较为紧凑的实验装置。开展的初步实验研究中,利用脉冲变压器进行充电,利用SF6气体绝缘,10级叠加结构在50Ω水电阻负载上获得了400 kV,100 ns的高压输出;20级结构在50Ω水电阻负载上获得了500 kV,70 ns的高压输出。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 脉冲形成网络 MARX发生器 脉冲变压器
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基于Blumlein脉冲形成网络的直线变压器驱动源设计 被引量:7
4
作者 李名加 康强 +3 位作者 谭杰 辛佳祺 向飞 王淦平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期263-266,共4页
设计了基于Blumlein脉冲形成网络的直线变压器驱动源单元模块。双路阻抗各为20Ω的Blumlein脉冲形成网络对称连接于直线变压器驱动源(LTD)的初级绕组上,此种接法降低了脉冲形成网络(PFN)的设计难度,有利于形成更好的脉冲。在LTD次级绕... 设计了基于Blumlein脉冲形成网络的直线变压器驱动源单元模块。双路阻抗各为20Ω的Blumlein脉冲形成网络对称连接于直线变压器驱动源(LTD)的初级绕组上,此种接法降低了脉冲形成网络(PFN)的设计难度,有利于形成更好的脉冲。在LTD次级绕组所接的10Ω匹配负载上输出高压脉冲,实验结果表明,单个LTD模块输出脉冲半高宽约200 ns,前沿约为55 ns,平顶约为100 ns。 展开更多
关键词 脉冲形成网络 直线变压器驱动源 双路 脉冲
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100kV低阻抗非均匀集中参数Blumlein脉冲形成网络的研制 被引量:8
5
作者 常安碧 罗敏 +2 位作者 张之福 张德泉 邓仕钰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期331-335,共5页
从工程实用角度出发,针对高压、高变比、低阻抗工作的脉冲变压器具有漏感大的特点,提出了要采用低阻抗集中参数非均匀电容脉冲形成网络的设计方法。采用传统设计和计算机模拟相结合,设计出了电压100kV,阻抗1.4Ω的6级集中... 从工程实用角度出发,针对高压、高变比、低阻抗工作的脉冲变压器具有漏感大的特点,提出了要采用低阻抗集中参数非均匀电容脉冲形成网络的设计方法。采用传统设计和计算机模拟相结合,设计出了电压100kV,阻抗1.4Ω的6级集中参数Blumlein型非均匀电容脉冲形成网络,缩短了输出脉冲前后沿,改善了脉冲波形,并成功地用于正在研制的500kV长脉冲加速器中。 展开更多
关键词 集中参数 PFN 脉冲变压器 脉冲形成网络
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Blumlein型宽平顶长脉冲形成网络研究 被引量:10
6
作者 夏连胜 戴光森 +1 位作者 李远 章林文 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期45-46,49,共3页
介绍了 Blum lein型低阻抗脉冲形成网络并研究了网络元件标称值偏离真实值对输出脉冲的影响。研究和实验结果表明 ,采用 Blumlein结构脉冲形成网络 ,可获得输出电压幅度等于充电电压的脉冲输出 ,脉冲电流达数 k A,脉冲平顶纹波波动 <... 介绍了 Blum lein型低阻抗脉冲形成网络并研究了网络元件标称值偏离真实值对输出脉冲的影响。研究和实验结果表明 ,采用 Blumlein结构脉冲形成网络 ,可获得输出电压幅度等于充电电压的脉冲输出 ,脉冲电流达数 k A,脉冲平顶纹波波动 <± 1% ;当元件的真实值偏离标称值 5 %以内时对脉冲平顶的影响可以忽略。 展开更多
关键词 Blumlein型宽平顶长脉冲形成网络 充电电压 脉冲输出
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脉冲形成网络能量传递效率分析 被引量:5
7
作者 王庆峰 刘庆想 +3 位作者 高国强 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期515-518,共4页
采用无感陶瓷电容器作为储能介质,相邻电容器采用宽度为2 cm、厚度为0.2 cm的金属铝条相连接,设计了2.5Ω,200 ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络。理论计算表明,当频率等于2.5 MHz时,相邻电容器之间导线的高频电阻约为3.2 mΩ;基于Pspic... 采用无感陶瓷电容器作为储能介质,相邻电容器采用宽度为2 cm、厚度为0.2 cm的金属铝条相连接,设计了2.5Ω,200 ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络。理论计算表明,当频率等于2.5 MHz时,相邻电容器之间导线的高频电阻约为3.2 mΩ;基于Pspice仿真软件的模拟结果表明,设计的脉冲形成网络能量传递效率可以达到94.92%;实验研究结果表明,在2.6Ω负载条件下,该脉冲形成网络的电压传递效率约为93.53%,能量传递效率约为93.22%。实验结果与理论分析结果基本吻合。 展开更多
关键词 脉冲形成网络 能量传递效率 损耗 紧凑型
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基于脉冲变压器和脉冲形成网络的高压脉冲源 被引量:4
8
作者 李巨 马军 冯莉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期138-142,共5页
为了满足在高电压状态下对氧化锌陶瓷(ZnO)元件的检测需要,研制了一种基于脉冲变压器和脉冲形成网络(PFN)的,输出电压范围10-80kV可调,波形为近方波的高压脉冲源。根据实际研制过程,分别介绍了高压脉冲源的设计、仿真及系统电路构... 为了满足在高电压状态下对氧化锌陶瓷(ZnO)元件的检测需要,研制了一种基于脉冲变压器和脉冲形成网络(PFN)的,输出电压范围10-80kV可调,波形为近方波的高压脉冲源。根据实际研制过程,分别介绍了高压脉冲源的设计、仿真及系统电路构建。测试了高压脉冲源在标准负载(匹配)和氧化锌陶瓷负载上的输出情况。结果显示:脉冲顶降小于3%,顶部波动小于1.5%,前后沿指标均满足要求。因而,高压脉冲源可以用于氧化锌陶瓷的性能检测。 展开更多
关键词 脉冲变压器 脉冲形成网络 高压脉冲 氢闸流管 氧化锌陶瓷
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准方波脉冲形成网络的理论分析与设计 被引量:7
9
作者 王传伟 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期108-113,共6页
针对微波驱动源、固态调制器等对宽平顶脉冲源的应用需求,开展了基于脉冲形成网络输出准方波的理论研究与分析设计。首先采用Prony算法获得准方波波形的解析表达式,然后基于最佳一致逼近的优化控制思路,列出极点控制方程,采用数值方法... 针对微波驱动源、固态调制器等对宽平顶脉冲源的应用需求,开展了基于脉冲形成网络输出准方波的理论研究与分析设计。首先采用Prony算法获得准方波波形的解析表达式,然后基于最佳一致逼近的优化控制思路,列出极点控制方程,采用数值方法求解非线性方程组,获得优化波形参数。在此基础上采用阻抗函数匹配的算法求解出脉冲形成网络的元件参数初始值,根据工程设计的实际情况舍弃部分参数并对个别参数进行优化后,获得最终的元器件参数。通过理论分析与数值模拟相结合的方法,系统地给出了获取长脉宽、低纹波准方波脉冲形成网络的设计方法以及设计准则。该方法可用于设计任意阶低纹波系数的准方波脉冲源,也可用于设计其他输出波形要求的脉冲源。 展开更多
关键词 准方波 脉冲形成网络 PRONY算法 最佳一致逼近 阻抗匹配设计 低纹波
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低阻抗脉冲形成网络引线电感的模拟及实验研究 被引量:1
10
作者 王庆峰 刘庆想 +2 位作者 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1697-1700,共4页
对2.5Ω,200ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络进行3维建模,利用有限元仿真软件,分别采用静电场分析方法及高频分析方法对开关端、负载端的电感进行模拟研究,结果表明:随着工作频率增大,引线电感值逐渐减小,工作频率为2.5MHz时,引线内电... 对2.5Ω,200ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络进行3维建模,利用有限元仿真软件,分别采用静电场分析方法及高频分析方法对开关端、负载端的电感进行模拟研究,结果表明:随着工作频率增大,引线电感值逐渐减小,工作频率为2.5MHz时,引线内电感可以忽略不计。此时模拟得到的引线电感要比静态模拟结果小10nH左右;两个开关并联工作时不仅要考虑引线自身的电感,还要考虑同步导通时互感的影响,且互感达到了自感的1/4。使用Pspice软件对模拟结果进行仿真,采用电磁屏蔽后输出波形前沿相对于屏蔽前输出波形前沿要小2.1ns。实验研究结果表明,采用电磁屏蔽前后输出波形的前沿分别为68.8,65.2ns,减小量与模拟结果基本吻合。 展开更多
关键词 脉冲形成网络 低阻抗 引线电感 脉冲前沿 有限元法
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变载脉冲形成网络的研究 被引量:3
11
作者 潘亚峰 张建德 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期33-34,44,共3页
提出了变阻抗负载脉冲形成网络的设想,给出了一种设计方案。通过电路模拟得到了较好的波形,实现了变载传输线的仿真。
关键词 变阻抗负载 脉冲形成网络 高电压 脉冲发生器
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基于互耦电感的两节准方波脉冲形成网络设计 被引量:2
12
作者 王传伟 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期31-37,共7页
针对小型化紧凑型脉冲源的应用需求,开展了基于互耦电感的两节准方波脉冲形成网络设计技术研究。首先介绍了两节脉冲形成网络互耦电感解耦的条件,并根据常用的三种脉冲形成网络模型运用拉普拉斯变换推导出了相应的输出脉冲电流表达式,... 针对小型化紧凑型脉冲源的应用需求,开展了基于互耦电感的两节准方波脉冲形成网络设计技术研究。首先介绍了两节脉冲形成网络互耦电感解耦的条件,并根据常用的三种脉冲形成网络模型运用拉普拉斯变换推导出了相应的输出脉冲电流表达式,并利用准方波的Prony级数表达式,通过求解非线性方程组获得了准方波脉冲的解析表达式,进一步求解出各网络元件的参数。然后研究了电感耦合系数在电路中的影响,提出了利用互耦电感设计准方波脉冲形成网络的方法。模拟仿真结果表明:基于互耦电感的两节脉冲形成网络可获得输出波形质量较好的准方波脉冲输出。利用互耦电感这一巧妙设计,可以较方便地实现准方波脉冲形成网络的设计。 展开更多
关键词 准方波 两节脉冲形成网络 互耦电感 低阻抗网络 等电容
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基于单纯形优化法的准方波脉冲形成网络设计 被引量:2
13
作者 王传伟 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期114-120,共7页
脉冲形成网络常用于大功率固态调制器、微波驱动源以及激光激励源中,以便获取宽平顶的高压长脉冲输出。针对常用的雷利网络,根据宽平顶低纹波的应用需求,开展了优化设计技术研究,提出了基于单纯形优化法的设计算法。主要针对两种情形进... 脉冲形成网络常用于大功率固态调制器、微波驱动源以及激光激励源中,以便获取宽平顶的高压长脉冲输出。针对常用的雷利网络,根据宽平顶低纹波的应用需求,开展了优化设计技术研究,提出了基于单纯形优化法的设计算法。主要针对两种情形进行了优化设计及计算:一是电容值相等,通过优化电感值以获取最优的输出波形;二是约定电容值(电容值不完全相等),通过优化计算不同电容排列下的输出结果,寻求最优的电容排列组合及相应的优化电感值。上述优化算法结果表明,在两种情形下均可以获得较优的准方波脉冲输出,可以为准方波脉冲形成网络的工程实现提供一种新的方法。理论计算和电路仿真结果表明,所提出的方法合理可行。 展开更多
关键词 准方波 脉冲形成网络 单纯形优化法 等电容网络 规定电容网络 低纹波
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基于脉冲形成网络的超宽带脉冲产生与设计 被引量:2
14
作者 田波 邓茗春 《电讯技术》 北大核心 2009年第2期29-32,共4页
分析了超宽带天线对冲击脉冲波形的要求。利用阶跃恢复二极管和微带传输线,通过延迟的方法设计并制作了超宽带双极脉冲发生器。根据超宽带脉冲发生器产生的脉冲参数,通过理论分析和时域有限差分法(FDTD)仿真,给出了一种微带脉冲形成网... 分析了超宽带天线对冲击脉冲波形的要求。利用阶跃恢复二极管和微带传输线,通过延迟的方法设计并制作了超宽带双极脉冲发生器。根据超宽带脉冲发生器产生的脉冲参数,通过理论分析和时域有限差分法(FDTD)仿真,给出了一种微带脉冲形成网络的设计方法,并利用该方法成功地产生了纳秒级宽度的双极性超宽带窄脉冲信号。测量结果表明:经过脉冲形成网络产生的信号具有良好的波形,且拖尾振荡小,有利于提高天线的辐射效率。 展开更多
关键词 超宽带天线 脉冲形成网络 冲击脉冲 时域有限差分法
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脉冲形成网络设计中的若干问题 被引量:8
15
作者 程道国 《现代电子》 1998年第2期22-27,共6页
脉冲形成网络是雷达发射机的关键元件之一,随着雷达总体要求的提高和器件水平的发展,该元件的设计和研制面临许多新的课题。本文试图从网络型式的选择、节数的确定、波形调试、新材料新工艺的应用和计算机辅助电路分析等几个不同的侧面... 脉冲形成网络是雷达发射机的关键元件之一,随着雷达总体要求的提高和器件水平的发展,该元件的设计和研制面临许多新的课题。本文试图从网络型式的选择、节数的确定、波形调试、新材料新工艺的应用和计算机辅助电路分析等几个不同的侧面对PFN的设计进行阐述。 展开更多
关键词 线型调制器 脉冲形成网络 雷达发射机 介质损耗
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邻近电感互耦的准方波脉冲形成网络设计
16
作者 王传伟 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期120-125,共6页
针对小型化紧凑型脉冲源的应用需求,开展了电感存在互耦的准方波脉冲形成网络设计技术研究。首先介绍了基于坐标轮换-直接搜索法的准方波脉冲形成网络优化技术研究,获得了网络元件的电感、电容值以及准方波的解析表达式;然后推导了邻近... 针对小型化紧凑型脉冲源的应用需求,开展了电感存在互耦的准方波脉冲形成网络设计技术研究。首先介绍了基于坐标轮换-直接搜索法的准方波脉冲形成网络优化技术研究,获得了网络元件的电感、电容值以及准方波的解析表达式;然后推导了邻近电感互耦网络的等效去耦电路解算方法,基于回溯法,最终给出了全网络各元件值的求解算法;最后分别针对等电容情形及规定电容的情形,求解给出了网络元件参数值。算例结果表明:电感存在互耦的准方波脉冲形成网络可获得较理想的准方波脉冲输出。基于互耦电感的巧妙设计,有利于实现紧凑型准方波脉冲形成网络的设计。 展开更多
关键词 准方波 脉冲形成网络 邻近电感互耦 坐标轮换法 回溯法 规定电容网络
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脉冲形成网络(PFN)放电特性研究 被引量:7
17
作者 王维昌 赵锦成 《现代电子技术》 北大核心 2015年第1期144-146,149,共4页
脉冲形成网络(PFN)作为雷达发射机的重要组成部分,承担着储能和放电的双重作用,而且在医疗、激光、高能电子领域得到了广泛应用。首先从PFN的工作原理出发,分析了其电路结构以及对应的各项参数指标,利用Simulink对其放电特性进行了仿真... 脉冲形成网络(PFN)作为雷达发射机的重要组成部分,承担着储能和放电的双重作用,而且在医疗、激光、高能电子领域得到了广泛应用。首先从PFN的工作原理出发,分析了其电路结构以及对应的各项参数指标,利用Simulink对其放电特性进行了仿真,得到其放电波形,并分析了影响脉冲方波电流的因素。 展开更多
关键词 脉冲形成网络 脉冲电流 线性调制器 方波电流
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紧凑型脉冲形成网络的优化设计 被引量:2
18
作者 朱亚辉 刘庆想 王庆峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期195-199,共5页
利用PSpice软件,在考虑互感的情况下对直线型、L型和U1型结构的脉冲形成网络进行电路仿真,同时采用瞬态场路同步协同仿真方法对5种不同连接结构的脉冲形成网络进行三维建模和仿真,并对这5种不同连接结构的脉冲形成网络进行实验,实验结... 利用PSpice软件,在考虑互感的情况下对直线型、L型和U1型结构的脉冲形成网络进行电路仿真,同时采用瞬态场路同步协同仿真方法对5种不同连接结构的脉冲形成网络进行三维建模和仿真,并对这5种不同连接结构的脉冲形成网络进行实验,实验结果显示:5种不同结构脉冲形成网络的输出波形的上升沿约为45ns;U1,U2型和U3型结构的脉冲形成网络输出脉冲的半高宽分别为166,158和154ns,且其平顶处存在较大波动。将电路和瞬态场路同步协同方法得到的仿真结果和实验结果进行分析和比较,结果表明:瞬态场路同步协同仿真方法能很好地模拟脉冲形成网络的工作过程和输出波形,实验中的匹配负载和开关电感都要比仿真中的大,U型结构脉冲形成网络有利于实现脉冲功率源系统结构的紧凑化和小型化。 展开更多
关键词 脉冲形成网络 瞬态 场路协同 PSPICE
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光导开关Blumlein型脉冲网络电压传输效率 被引量:6
19
作者 马勋 邓建军 +2 位作者 刘金锋 刘宏伟 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2502-2506,共5页
为了在高阻负载上获得高效率的重复频率平顶高压脉冲输出,开展了影响基于光导开关的Blumlein型脉冲形成网络电压传输效率因素的初步实验研究。以陶瓷电容、铝条和GaAs光导开关构成全固态Blumlein型脉冲形成网络(BPFN),采用气体间隙进行... 为了在高阻负载上获得高效率的重复频率平顶高压脉冲输出,开展了影响基于光导开关的Blumlein型脉冲形成网络电压传输效率因素的初步实验研究。以陶瓷电容、铝条和GaAs光导开关构成全固态Blumlein型脉冲形成网络(BPFN),采用气体间隙进行了设计参数的验证实验,在匹配负载上研究了光导开关工作场强、激光触发能量与BPFN电压转换效率的关系。设计的BPFN阻抗7.8Ω,电长度32.6ns,实验表明光导开关较高的导通电阻是影响PCSS-BPFN电压传输效率的主要因素。当触发激光能量30.4mJ,工作场强25.1kV/cm时,获得电压效率83.2%,相应最小导通电阻1.89Ω;在触发激光能量3.5mJ时,为了使阻抗为7.8Ω的BPFN在匹配负载上达到75%以上电压传输效率,应至少使光导开关工作场强为25.1kV/cm,相应最小导通电阻2.88Ω。 展开更多
关键词 Blumlein 脉冲形成网络 光导开关 电压传输效率 非线性模式
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光导开关级联Blumlein型脉冲网络设计 被引量:4
20
作者 马勋 邓建军 +4 位作者 姜苹 刘金锋 刘宏伟 袁建强 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1851-1855,共5页
为了驱动重复频率运行高阻抗X光管,设计了基于光导开关的级联Blumlein型脉冲形成网络。采用数值模拟方法优化网络参数,从网络充电电压一致性、输出脉冲波形畸变、电压叠加效率、负载预脉冲幅值出发确定了充电电感和支撑电感设计原则。... 为了驱动重复频率运行高阻抗X光管,设计了基于光导开关的级联Blumlein型脉冲形成网络。采用数值模拟方法优化网络参数,从网络充电电压一致性、输出脉冲波形畸变、电压叠加效率、负载预脉冲幅值出发确定了充电电感和支撑电感设计原则。实验表明:光导开关工作场强23.2kV/cm,激光触发能量3.5mJ时,阻抗约15.6Ω的Blumlein型脉冲形成网络电压转换效率为0.71,2级级联网络电压叠加效率0.96。 展开更多
关键词 光导开关 级联Blumlein型脉冲形成网络 脉冲X光机 功率合成
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