HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源研究 被引量：1

1

作者 李嵩 杨汉武 +6 位作者 樊玉伟 张自成 高景明 荀涛 樊鹏 陈冬群 钱宝良 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期116-120,共5页

通过理论计算、数值仿真和实验验证的方法,研究了一台峰值功率数十GW、重复频率5 Hz的重复频率高功率脉冲驱动源,命名为“HEART-50”。该脉冲驱动源由充电电源、初级开关、脉冲形成线、主开关、阻抗变换线,以及假负载构成。首先介绍了HE... 通过理论计算、数值仿真和实验验证的方法,研究了一台峰值功率数十GW、重复频率5 Hz的重复频率高功率脉冲驱动源,命名为“HEART-50”。该脉冲驱动源由充电电源、初级开关、脉冲形成线、主开关、阻抗变换线,以及假负载构成。首先介绍了HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源整体设计思路;其次,对基于混合液体介质的高功率脉冲形成线和气体介质主开关进行了数值分析,并对其全电路工作能力进行了仿真分析;最后,对研制的HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源进行了实验验证。结果表明,脉冲驱动源能够输出峰值电压520 kV,脉冲宽度约90 ns,脉冲上升沿小于25 ns,重复频率5 Hz的准方波电脉冲,峰值电功率约为25.3 GW,且具有较好的运行稳定性。 展开更多

关键词 脉冲功率技术 高功率 重复频率 HEART-50

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高功率重复频率Marx型脉冲功率源小型化技术研究进展 被引量：6

2

作者 宋法伦 李飞 +5 位作者 龚海涛 甘延青 张北镇 罗光耀 王淦平 金晓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期4-11,共8页

传统的高功率重复频率脉冲功率源通常以低电压储能、升压、高压脉冲形成线、输出的顺序工作。因而系统至少包括低压储能和高压脉冲形成线两个储能环节,同时高压脉冲形成线的体积随着电压的升高快速增长。针对这些问题,课题组提出了一种... 传统的高功率重复频率脉冲功率源通常以低电压储能、升压、高压脉冲形成线、输出的顺序工作。因而系统至少包括低压储能和高压脉冲形成线两个储能环节,同时高压脉冲形成线的体积随着电压的升高快速增长。针对这些问题,课题组提出了一种高功率重复频率Marx型脉冲功率源小型化研究的设计思路和实现方式,并开展了相关技术研究。主要介绍了课题组在关键技术上取得的重要进展,包括高储能密度的储能/脉冲成形一体化技术、低抖动重复频率气体开关技术、低抖动高能触发技术、紧凑型Marx高压串叠技术等一系列关键技术。同时介绍了课题组研制的几种典型紧凑结构重复频率Marx型脉冲功率装置:同轴结构快Marx发生器、基于薄膜介质线的脉冲功率源、模块化低阻抗紧凑型Marx发生器、20GW高功率重复频率脉冲驱动源。通过探讨关键技术研究及其发展现状,为未来脉冲功率源小型化研究的发展和应用方向提供参考。 展开更多

关键词 紧凑型脉冲功率源 MARX发生器 重复频率 脉冲形成线

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新型高功率高重复频率脉冲电源研制 被引量：11

3

作者 许建军 常安碧 +2 位作者 夏世维 龚胜刚 邹光荣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期43-44,53,共3页

介绍了一台适用于某强流电子束加速器的高功率、高重复频率脉冲电源,其基本电路采用三相半波整流构成直流电源,利用LRC直流谐振充电原理实现脉冲电源的重复频率运行。

关键词 高功率高重复频率脉冲电源 谐振充电电路 直流电源 电子束加速器系统

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重复频率直线变压器在长脉冲高功率源中的应用 被引量：5

4

作者 向飞 谭杰 +3 位作者 王淦平 罗敏 曹绍云 康强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2497-2500,共4页

在初级脉冲整形的基础上,利用快直线变压器技术,可以使长脉冲高功率微波驱动源的结构紧凑并实现模块化。为此着重分析了直线变压器的传输效率,研究了导致系统输出波形畸变的主要因素。通过工程实验,取得了功率数GW、重复频率25 Hz、前沿... 在初级脉冲整形的基础上,利用快直线变压器技术,可以使长脉冲高功率微波驱动源的结构紧凑并实现模块化。为此着重分析了直线变压器的传输效率,研究了导致系统输出波形畸变的主要因素。通过工程实验,取得了功率数GW、重复频率25 Hz、前沿约40 ns、宽度约160 ns的长脉冲电子束流输出。 展开更多

关键词 长脉冲高功率微波驱动源 直线变压器 传输效率 波形畸变

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紧凑型可重复运行的高功率纳秒脉冲源 被引量：15

5

作者 王庆峰 高国强 +2 位作者 张政权 刘庆想 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期956-960,共5页

讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉... 讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉冲宽度为220ns,前沿为50ns的中等高压脉冲。 展开更多

关键词 高功率纳秒脉冲源 Marx发生器 脉冲形成线 脉冲形成网络 TESLA变压器 直线变压器驱动源 高功率开关

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40GW重复频率脉冲驱动源研制进展 被引量：17

6

作者 彭建昌 苏建仓 +11 位作者 宋晓欣 王利民 潘亚峰 张喜波 国文辉 黄文华 房金鹏 李锐 孙旭 赵亮 王颖 刘国治 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期712-716,共5页

40 GW重复频率脉冲驱动源是应高功率微波技术发展等需求而设计的一台基于Tesla变压器技术的重复频率脉冲功率装置。40 GW驱动源设计输出功率40 GW,脉宽60 ns,重复频率1-50 Hz,输出功率及重复频率工作状态在一定范围内可调。介绍了40 GW... 40 GW重复频率脉冲驱动源是应高功率微波技术发展等需求而设计的一台基于Tesla变压器技术的重复频率脉冲功率装置。40 GW驱动源设计输出功率40 GW,脉宽60 ns,重复频率1-50 Hz,输出功率及重复频率工作状态在一定范围内可调。介绍了40 GW高功率重复频率脉冲驱动源的系统构成、电气及结构参数的确定方法、关键部件的工程工艺技术,并分析了关键绝缘部件的电场分布。已完成驱动源安装并进行了实验调试,其主要单元Tesla变压器的能量效率达到70%,驱动源单次工作状态下输出功率大于40 GW;50Hz重复频率工作状态下,输出功率20.6 GW,系统工作稳定可靠。 展开更多

关键词 脉冲功率技术 重复频率 TESLA变压器 高电压 强电流

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20GW紧凑Marx型重复频率脉冲驱动源研制进展 被引量：11

7

作者 宋法伦 金晓 +9 位作者 李飞 罗光耀 张北镇 王淦平 李春霞 苏友斌 卓红艳 金晖 甘延青 龚海涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-3,共3页

介绍了一种基于电触发技术的重复频率脉冲驱动源,其突破了双电容结构脉冲成形、紧凑型结构高压产生、大电流条件下重复频率稳定运行等关键技术,采用电路结构最简单的Marx电压叠加技术,解决了Marx在重复频率运行中的技术难点。脉冲功率... 介绍了一种基于电触发技术的重复频率脉冲驱动源,其突破了双电容结构脉冲成形、紧凑型结构高压产生、大电流条件下重复频率稳定运行等关键技术,采用电路结构最简单的Marx电压叠加技术,解决了Marx在重复频率运行中的技术难点。脉冲功率驱动源设计输出功率20GW、脉冲宽度180ns、重复频率1~50Hz,输出功率和重复频率在一定范围内可调。研制的脉冲功率驱动源体积仅2.5m^3,重量低至2.2t,脉冲形成单元储能密度高达23kJ·m^(-3),驱动源单次工作状态下输出功率约20GW;在重复频率30 Hz工作状态下,输出功率16GW、连续运行时间10s、系统抖动约6ns,系统运行稳定可靠。 展开更多

关键词 脉冲功率技术 MARX发生器 脉冲形成网络 高功率微波 重复频率

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高功率紧凑型重频快Marx脉冲驱动源 被引量：8

8

作者 伍友成 何泱 +3 位作者 戴文峰 付佳斌 郝世荣 谢卫平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期82-87,共6页

基于快Marx发生器技术路线,研制了一套具有高功率密度的低阻抗紧凑型重频脉冲驱动源。采用18级Marx发生器电路结构,每级由1只60nF/100kV脉冲电容器、1个气体开关及隔离电感构成,每两级构成一个模块,整体采用SF6气体绝缘,储能密度达到25.... 基于快Marx发生器技术路线,研制了一套具有高功率密度的低阻抗紧凑型重频脉冲驱动源。采用18级Marx发生器电路结构,每级由1只60nF/100kV脉冲电容器、1个气体开关及隔离电感构成,每两级构成一个模块,整体采用SF6气体绝缘,储能密度达到25.7kJ/m3;采取开放式气体开关,其中两级为触发开关,其余为过电压自击穿开关;触发源采用小型化Marx电路及绝缘胶真空灌封设计。实验中脉冲驱动源单次工作时在约18Ω阻抗负载上输出电压达到765kV、脉宽约160ns、前沿约50ns,功率密度达到157GW/m3;受充电电源功率限制,重复频率5Hz充电70kV,连续5脉冲输出功率约17GW,脉冲波形重复性较好。 展开更多

关键词 高功率 紧凑型 重复频率 脉冲

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高功率微波脉冲功率驱动源研究进展 被引量：12

9

作者 张军 钟辉煌 杨汉武 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期45-48,53,共5页

通过文献调研 ,阐述了高功率微波脉冲驱动源的研究现状、发展趋势及其所涉及的一些如开关、绝缘和材料击穿、脉冲形成和二极管等相关关键技术的发展状况 ,简要评估后得出一些相关结论 。

关键词 脉冲功率驱动源 开关 绝缘与击穿 脉冲形成 二极管高功率微波

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固态化高功率长脉冲驱动源重频特性 被引量：4

10

作者 高景明 杨汉武 +3 位作者 李嵩 晏龙波 钱宝良 张军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期149-154,共6页

基于固态化磁开关、低阻抗脉冲形成网络和感应电压叠加等关键技术,提出并研制了一台固态化高功率长脉冲驱动源。在前期通过2 GW单次实验验证技术方案的基础上,研制了中等电压等级的重复频率初级电源;改进了两级磁脉冲压缩系统的复位和... 基于固态化磁开关、低阻抗脉冲形成网络和感应电压叠加等关键技术,提出并研制了一台固态化高功率长脉冲驱动源。在前期通过2 GW单次实验验证技术方案的基础上,研制了中等电压等级的重复频率初级电源;改进了两级磁脉冲压缩系统的复位和绝缘特性;优化了系统整体电路结构,利用感应电压叠加器完成充电磁开关和脉冲升压的双重功能;设计了合理的复位路径,实现了各部分磁芯的在线直流复位;并开展了重频运行研究。在电阻负载上获得了输出功率2.1 GW、脉宽约170 ns、重复频率20 Hz及运行时间1 s的实验结果,脉冲波形的重叠一致性好。 展开更多

关键词 固态化 长脉冲驱动源 磁开关 低阻脉冲形成网络 感应电压叠加器 重复频率 直流复位

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太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源 被引量：3

11

作者 蔡政平 李伟松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期56-61,共6页

为了开展太赫兹器件试验研究,设计了高重复频率脉冲电源系统。电源输出脉冲电压30kV,脉冲电流200mA,最大重复频率3kHz,脉冲宽度10~100μs,采用本地PLC加远程计算机控制模式来实现电源的本控及遥控。对系统的核心部件:充电电源和脉冲开... 为了开展太赫兹器件试验研究,设计了高重复频率脉冲电源系统。电源输出脉冲电压30kV,脉冲电流200mA,最大重复频率3kHz,脉冲宽度10~100μs,采用本地PLC加远程计算机控制模式来实现电源的本控及遥控。对系统的核心部件:充电电源和脉冲开关的拓扑结构进行了研究,并开展了仿真和试验。结果表明:采用LC串联谐振恒流充电技术以提高充电电源工作效率以及在负载打火情况下的可靠性;基于MOSFET并进行优化设计的串联脉冲开关可以获得快速的脉冲前后沿。电源系统的输出指标满足负载工作要求,在高重复频率、打火条件下能够稳定工作。 展开更多

关键词 串联谐振 MOSFET 高功率脉冲 高重复频率

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一种重复频率的高功率脉冲发生器 被引量：8

12

作者 张嘉生 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期470-472,共3页

介绍了一种由 Ｔｅｓｌａ 变压器和同轴脉冲形成线组成的高功率、高重复频率的脉冲发生器，其特点是结构紧凑，容易实现小型化。简述了该发生器的结构，论述了基本原理和特性，分析了应用前景。

关键词 高功率 重复频率 TESLA变压器 脉冲发生器

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级联型高压重复频率微秒脉冲源的研制 被引量：1

13

作者 李志军 张雅雯 +1 位作者 高迎慧 韩静 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期66-70,共5页

针对等离子体的应用,基于级联型电压叠加技术研制了一种最高输出电压为20kV的高压微秒脉冲源,该电源由40个相同的电源模块组成,其单个模块电压等级为500V,降低了对器件的绝缘耐压要求。电源的输出电压值在0~20kV之间可调;重复频率在0~10... 针对等离子体的应用,基于级联型电压叠加技术研制了一种最高输出电压为20kV的高压微秒脉冲源,该电源由40个相同的电源模块组成,其单个模块电压等级为500V,降低了对器件的绝缘耐压要求。电源的输出电压值在0~20kV之间可调;重复频率在0~10kHz之间、脉宽在0~30μs之间可调;该电源的上升沿和下降沿均在1μs以内。模块化的设计提高了电源的冗余容错能力。将该电源作为产生等离子体的激励源时,其输出的高压脉冲波形稳定,且根据负载对输出高压波形的要求不同,该电源可以方便地进行调节。 展开更多

关键词 脉冲功率 重复频率 级联型脉冲源 等离子体 间接光触发

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电感储能型脉冲形成线高重复频率脉冲功率发生器 被引量：1

14

作者 余亮 須貝太一 +1 位作者 德地明 江伟华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期98-102,共5页

利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理,并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性,并进行了初步实验验... 利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理,并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性,并进行了初步实验验证,在四模块叠加的情况下,分别实现了4kV/20 A,20ns和2kV/40A,20ns的短脉冲。实验结果表明,电感型脉冲形成线电压叠加器是一种有潜力的紧凑型高压脉冲发生器。 展开更多

关键词 高电压 纳秒脉冲 高重复频率脉冲高压发生器 电力电子 气体放电 高功率脉冲开关

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高功率大电荷量重复频率气体开关实验研究 被引量：16

15

作者 罗敏 常安碧 +3 位作者 曹绍云 鞠炳全 谭宇刚 韩旻 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期412-416,共5页

　在自行研制的纵吹式场畸变型气体开关上,开展了大电流、大电荷传递量重复频率实验研究,已实现的开关最大工作参数为:电压100kV,电流85kA,电荷传递量0.6C/脉冲,重复频率10Hz,单脉冲能量5kJ。结果表明,气流流速、电极烧蚀及绝缘筒污染... 　在自行研制的纵吹式场畸变型气体开关上,开展了大电流、大电荷传递量重复频率实验研究,已实现的开关最大工作参数为:电压100kV,电流85kA,电荷传递量0.6C/脉冲,重复频率10Hz,单脉冲能量5kJ。结果表明,气流流速、电极烧蚀及绝缘筒污染对开关重复频率和工作寿命有较大影响。 展开更多

关键词 高功率 大电荷量 重复频率 气体火花开关 实验研究 气流流速 电极烧蚀 绝缘筒污染 脉冲功率源

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MHz重复频率脉冲功率技术 被引量：9

16

作者 李劲 李欣 +7 位作者 刘小平 张良 赵军平 黄子平 戴光森 石金水 章林文 邓建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期725-729,共5页

采用串联单传输线、并联Blumlein脉冲形成线和高重复频率固体开关等技术路线开展了MHz重复频率脉冲功率技术研究。利用串联单传输线获得了幅度约200 kV,时间间隔约500 ns的双脉冲。利用并联使用的Blumlein系统和特殊设计的汇流/隔离网... 采用串联单传输线、并联Blumlein脉冲形成线和高重复频率固体开关等技术路线开展了MHz重复频率脉冲功率技术研究。利用串联单传输线获得了幅度约200 kV,时间间隔约500 ns的双脉冲。利用并联使用的Blumlein系统和特殊设计的汇流/隔离网络获得了幅度约275 kV,时间间隔约500 ns的三脉冲。利用并联MOSFET和感应叠加原理研制了6 kV/2.5 MHz固体调制器。结果表明:3种方式均可以猝发MHz的方式输出高品质的高压脉冲串,可根据实际的需求选择合适技术路线。 展开更多

关键词 脉冲功率 高压硅堆 脉冲形成线 MOSFET 高重复频率

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1.2MV重复频率脉冲电源的测试诊断系统 被引量：7

17

作者 李亚维 邓建军 +3 位作者 谢敏 冯宗明 刘云涛 马成刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期207-210,共4页

为了更好分析系统的放电特性和工作状态,优化脉冲功率源系统的设计,研制了一套1.2MV重复频率高功率微波驱动电源测试诊断系统。通过研究高电压、大电流测试技术和数据采集、信号处理、故障诊断技术,同时运用虚拟仪器和电磁兼容等技术,... 为了更好分析系统的放电特性和工作状态,优化脉冲功率源系统的设计,研制了一套1.2MV重复频率高功率微波驱动电源测试诊断系统。通过研究高电压、大电流测试技术和数据采集、信号处理、故障诊断技术,同时运用虚拟仪器和电磁兼容等技术,探索开发了一套重复频率脉冲电压电流测试诊断系统。结合系统的研制需求,通过分析各种数据采集设备的优缺点,硬件选用了凌华公司的PXI数据采集系统,软件采用LabVIEW,设计开发了重复频率快信号的采集诊断程序,研制出实时诊断系统,并在1.2MV重复频率脉冲电源系统中应用,实现了对重复频率电源关键点电压电流的测试以及数据的诊断、处理和远程在线监测,出现故障时报警、存储数据并自动断电等功能。 展开更多

关键词 重复频率 脉冲功率源 测试 诊断

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X波段GW级长脉冲高功率微波源的设计与实验 被引量：6

18

作者 张军 靳振兴 +7 位作者 杨建华 钟辉煌 舒挺 张建德 袁成卫 李志强 樊玉伟 周生岳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2643-2647,共5页

通过理论分析指出,单模相对论返波振荡器内的平均场强正比于其工作频率,工作在高频段难以实现长脉冲运行。采用电磁场仿真方法,比较了X波段单模和过模慢波结构的场分布特点,结果表明:增加过模比能有效减小慢波结构表面的射频场强,但由... 通过理论分析指出,单模相对论返波振荡器内的平均场强正比于其工作频率,工作在高频段难以实现长脉冲运行。采用电磁场仿真方法,比较了X波段单模和过模慢波结构的场分布特点,结果表明:增加过模比能有效减小慢波结构表面的射频场强,但由于场分布变化导致场强的减小与过模比的增加相比并不显著。利用过模比约为3的慢波结构设计了一种X波段长脉冲高功率微波源。实验中,在单次运行条件下,输出微波功率达到2 GW、脉宽80 ns;在20 Hz重复频率运行条件下,输出微波功率达到1.2 GW、脉宽100 ns。器件产生的微波频率为9.38 GHz,主模为TM01,效率约24%。微波窗口和慢波结构表面的射频击穿是目前实验中限制微波功率和脉宽增加的关键因素。 展开更多

关键词 高功率微波源 X波段 长脉冲 重复频率 过模慢波结构

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高功率重复频率三电极气体开关自击穿特性 被引量：3

19

作者 罗敏 赵殿林 +3 位作者 甘延青 龚胜刚 常安碧 刘忠 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1371-1374,共4页

以“CHP01”加速器为实验平台,对自行研制的重复频率三电极气体开关的自击穿特性开展了实验研究。研究了开关自击穿特性与气压、气流流速、电极形状等因素的关系,并对实验结果进行了分析。结果表明:随着气压的升高,开关自击穿电压分散... 以“CHP01”加速器为实验平台,对自行研制的重复频率三电极气体开关的自击穿特性开展了实验研究。研究了开关自击穿特性与气压、气流流速、电极形状等因素的关系,并对实验结果进行了分析。结果表明:随着气压的升高,开关自击穿电压分散性变大;适当流速的气流有助于减小开关的自击穿分散性,但气流流速过大将加大自击穿分散性;当通过改变电极形状增大极间场增强因子时,开关电极间场增强因子变大,开关分散性减小,但平均自击穿电压有所降低。 展开更多

关键词 高功率微波 重复频率 气体火花开关 自击穿 脉冲功率源

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基于SOS和LTD技术的高重复频率脉冲发生器 被引量：3

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作者 王刚 苏建仓 +6 位作者 丁臻捷 范菊平 袁雪林 潘亚峰 浩庆松 方旭 胡龙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期103-107,共5页

提出了磁饱和直线变压器驱动源(LTD)泵浦半导体断路开关(SOS)产生高重复频率短脉冲的技术路线。利用LTD初次级线圈为单匝同轴结构和磁芯可饱和的特点,实现快速反向泵浦SOS,通过多级LTD模块叠加获得高电压输出。采用射频金属氧化物场效... 提出了磁饱和直线变压器驱动源(LTD)泵浦半导体断路开关(SOS)产生高重复频率短脉冲的技术路线。利用LTD初次级线圈为单匝同轴结构和磁芯可饱和的特点,实现快速反向泵浦SOS,通过多级LTD模块叠加获得高电压输出。采用射频金属氧化物场效应晶体管(RF MOSFET)作为LTD初级电路的主开关,将SOS正向泵浦电流脉冲时间降至数十ns,泵浦电流脉冲重复频率最高可达MHz。最终研制出一台基于SOS的10级磁饱和LTD型脉冲发生器,输出电压约11kV,电流220A,脉冲宽度约2ns,重复频率为20kHz。实验验证了磁饱和直线脉冲变压器泵浦SOS产生高重复频率短脉冲的技术路线可行。 展开更多

关键词 半导体断路开关 直线变压器驱动源 重复频率 短脉冲发生器

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