流体动力学实验用闪光X光机研究进展 被引量：7

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作者 马勋 邓建军 +5 位作者 姜苹 袁建强 刘金锋 刘宏伟 王凌云 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期5-12,共8页

闪光X光机是流体动力学等研究领域必不可少的实验诊断装置,物理需求推动其向更高剂量和更小焦斑发展。叙述了几种X光二极管研究现状和关键问题,阐述了适用于不同功率水平的闪光X光机驱动源,分析了阳极杆箍缩和磁浸没二极管的应用前景,... 闪光X光机是流体动力学等研究领域必不可少的实验诊断装置,物理需求推动其向更高剂量和更小焦斑发展。叙述了几种X光二极管研究现状和关键问题,阐述了适用于不同功率水平的闪光X光机驱动源,分析了阳极杆箍缩和磁浸没二极管的应用前景,讨论了阳极杆箍缩二极管、驱动源发展方向以及实现多幅照相涉及的关键技术。 展开更多

关键词 闪光X光机 X光二极管 脉冲功率 闪光照相 径向均压绝缘堆

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高功率气体开关长寿命设计和初步实验

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作者 陈林 王凌云 +2 位作者 王杰 蒋吉昊 韩文辉 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期89-93,共5页

针对初期设计的尼龙外壳同轴三电极开关完成了寿命实验,三只开关样品的寿命分别为20.4万次、43.3万次和15.1万次。根据寿命实验结果同时对开关结构和外壳材料进行了改进,初步实验结果表明,改进后的5只气体开关样品除陶瓷外壳开关提前损... 针对初期设计的尼龙外壳同轴三电极开关完成了寿命实验,三只开关样品的寿命分别为20.4万次、43.3万次和15.1万次。根据寿命实验结果同时对开关结构和外壳材料进行了改进,初步实验结果表明,改进后的5只气体开关样品除陶瓷外壳开关提前损坏以外,其余3只有机玻璃外壳开关均已完成30万次寿命实验,并且其自击穿电压各自保持了较好的稳定性,标准偏差未明显变大。补充开展的触发实验结果表明,3只有机玻璃外壳开关触发性能基本稳定。根据自击穿电压的变化情况以及30万次寿命实验后开关的触发延时和抖动等参数,预期改进设计开关的寿命将会超过原初设计开关。 展开更多

关键词 气体开关 长寿命 自击穿电压

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基于电爆炸丝断路开关的方波脉冲功率源

3

作者 付佳斌 谢卫平 +2 位作者 郝世荣 伍友成 曹龙博 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S1期528-529,共2页

为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,本文提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量... 为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,本文提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量切换到负载上。由于脉冲形成网络中电感电流不能突变,所以负载上能得到数倍于初始储能电容充电电压的脉冲输出;由于脉冲形成网络中电容的续流作用,所以负载上能得到准方波脉冲输出.验证实验结果表明:在1μF初始充电电容充电32k V时,在10Ω负载上得到电压幅值83k V,半高宽279ns,90%平顶172ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。 展开更多

关键词 方波 脉冲功率源 脉冲形成网络 电爆炸丝断路开关

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大电流GaAs光导开关工作特性研究

4

作者 姜苹 谢卫平 +4 位作者 刘宏伟 袁建强 王凌云 马勋 丁胜 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S1期511-513,共3页

光导开关作为一种新型固体开关,具有闭合时间短(ps量级)、时间抖动小、重复频率高、功率容量大、光电隔离等优势,脉冲功功率技术研究领域受到广泛关注。实验研究表明,光导开关性能与工作电压、导通电流、触发激光参数、重复频率、工作... 光导开关作为一种新型固体开关,具有闭合时间短(ps量级)、时间抖动小、重复频率高、功率容量大、光电隔离等优势,脉冲功功率技术研究领域受到广泛关注。实验研究表明,光导开关性能与工作电压、导通电流、触发激光参数、重复频率、工作环境及开关制作工艺等诸多因素密切相关,寿命差异从几百次至几十亿次不等。为了研究在较大导通电流下的开关特性,获得了开关电阻特性随工作发次的变化关系,为开关寿命提升奠定了实验基础。 展开更多

关键词 光导开关 工作寿命 暗态电阻 导通电流

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触发隔离元件对多开关触发同步性的影响

5

作者 王杰 陈林 +5 位作者 冯元伟 蒋吉昊 赵越 刘宏伟 韩文辉 周良骥 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期157-162,共6页

对于数十个基本放电支路并联同步放电的直线变压器驱动源(LTD)模块,触发隔离元件直接影响高功率气体开关的触发导通同步性,进而对整个LTD模块输出性能产生影响。为了优化选择触发隔离元件类型及参数,针对电阻及电感两种隔离方式进行了... 对于数十个基本放电支路并联同步放电的直线变压器驱动源(LTD)模块,触发隔离元件直接影响高功率气体开关的触发导通同步性,进而对整个LTD模块输出性能产生影响。为了优化选择触发隔离元件类型及参数,针对电阻及电感两种隔离方式进行了计算分析和实验对比。结果表明,电感隔离效果优于电阻隔离,同时对于不同的隔离电感参数,5μH隔离电感下LTD模块输出结果相对最好。 展开更多

关键词 直线变压器驱动源 气体开关 触发 时延分散性 输出电压

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200kV全固态Marx结构方波脉冲电源设计 被引量：4

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作者 丁明军 李玺钦 +10 位作者 冯宗明 任丹 齐卓筠 蓝欣 叶超 黄斌 任青毅 贾兴 谢敏 欧阳艳晶 李洪涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期102-106,共5页

采用功率IGBT串联组合模块作为放电开关,设计了16级Marx结构的脉冲电源,能够产生可调高压方波脉冲。由9支耐压3kV的IGBT串联组成最大工作电压12.5kV的串联组合模块;通过磁隔离触发方式控制各级IGBT的同步导通和关断。输出电压从几kV至20... 采用功率IGBT串联组合模块作为放电开关,设计了16级Marx结构的脉冲电源,能够产生可调高压方波脉冲。由9支耐压3kV的IGBT串联组成最大工作电压12.5kV的串联组合模块;通过磁隔离触发方式控制各级IGBT的同步导通和关断。输出电压从几kV至200kV可调、输出脉宽随外部触发信号宽度在1.5~10μs范围内可调、前沿小于500ns、后沿小于2.3μs;在输出电压大于100kV、输出电流20A时顶降小于2%。 展开更多

关键词 脉冲功率 固态开关 方波脉冲 Marx结构

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多级串联LTD中开关自放电故障耦合特性实验 被引量：2

7

作者 王杰 陈林 +5 位作者 卫兵 田青 蒋吉昊 赵越 李逢 周良骥 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期132-135,共4页

基于50级模块串联的LTD单路样机,开展了开关自放电故障耦合影响实验,获得了开路和短路负载下、不同位置LTD模块内单只开关自放电对其余LTD模块的电压耦合影响规律。结果表明,两种负载条件下,LTD模块内单只开关自放电时在其余模块内耦合... 基于50级模块串联的LTD单路样机,开展了开关自放电故障耦合影响实验,获得了开路和短路负载下、不同位置LTD模块内单只开关自放电对其余LTD模块的电压耦合影响规律。结果表明,两种负载条件下,LTD模块内单只开关自放电时在其余模块内耦合的电压幅度均较低,且LTD距离越远电压幅度越低。在±83 kV的单只开关自放电电压下其相邻模块内耦合的最大电压幅度约2.43 kV(对应电压波动约3%)。 展开更多

关键词 直线变压驱动器 Z箍缩驱动器 气体开关 自放电故障

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X光二极管实验平台初步设计

8

作者 马勋 邓建军 +3 位作者 计策 丰树平 王勐 刘宏伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期249-254,共6页

采用Marx发生器结合水介质同轴线设计了高压脉冲功率源,在X射线二极管负载上可产生数MV高压输出。通过电压波过程分析,给出了在负载上获得最大电压输出条件下的形成线、传输线的阻抗设计原则。通过集中参数电路模型分析,给出了一定预脉... 采用Marx发生器结合水介质同轴线设计了高压脉冲功率源,在X射线二极管负载上可产生数MV高压输出。通过电压波过程分析,给出了在负载上获得最大电压输出条件下的形成线、传输线的阻抗设计原则。通过集中参数电路模型分析,给出了一定预脉冲幅值下形成线、传输线电长度及中储设计原则。结合水介质正极性耐压Martin经验公式进行绝缘设计,二极管采用径向均压绝缘堆结构,给出了整个装置初步方案设计。基于Pspice的全系统电路模拟表明:当中储运行电压为2.6MV时,对3Ω形成线充电电压为3.3MV,并最终在40Ω负载上获得4MV电压输出,且充电过程中负载脉冲幅值约为形成线充电电压的1.2%,在现有条件下,该平台设计指标能够满足实验预期。 展开更多

关键词 闪光X光机 脉冲功率源 水介质同轴线 径向均压绝缘堆 闪光照相

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脉冲条件下绝缘介质气体沿面闪络发光特征

9

作者 李逢 温伟峰 +2 位作者 蒋吉昊 王勐 危才华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期79-83,共5页

对大气环境中脉冲电压加载下绝缘介质沿面闪络放电开展了初步放电图像诊断研究。采用超高速可见光分幅相机诊断指状电极结构下有机玻璃材料在大气环境中不同时刻闪络通道发光图像特征。实验结果表明:闪络通道形成和扩张阶段中,阴极区域... 对大气环境中脉冲电压加载下绝缘介质沿面闪络放电开展了初步放电图像诊断研究。采用超高速可见光分幅相机诊断指状电极结构下有机玻璃材料在大气环境中不同时刻闪络通道发光图像特征。实验结果表明:闪络通道形成和扩张阶段中,阴极区域和阳极区域均产生放电发光,放电通道沿固体电介质表面快速贯穿,贯穿时间约15 ns,贯穿后发光通道逐渐扩张至一定区域,发光强度大,维持时间长,整体发光时间可持续到μs量级,放电通道内能量分布有所差异。 展开更多

关键词 大气环境 闪络 放电通道 发光图像

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基于光电信号控制触发的四路高压脉冲源

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作者 李玺钦 吴红光 +1 位作者 丁明军 刘云涛 《电子设计工程》 2014年第23期123-124,127,共3页

给出了一种基于光电信号来作为四路高压脉冲源触发控制的设计原理和方法,采用光电信号作为前级控制触发脉冲,驱动后级高压半导体开关器件(IGBT)输出高压脉冲信号。设计了一台脉冲幅度为500 V^1 k V、脉冲宽度大于500 ns、脉冲前沿小于25... 给出了一种基于光电信号来作为四路高压脉冲源触发控制的设计原理和方法,采用光电信号作为前级控制触发脉冲,驱动后级高压半导体开关器件(IGBT)输出高压脉冲信号。设计了一台脉冲幅度为500 V^1 k V、脉冲宽度大于500 ns、脉冲前沿小于25 ns以及各通道之间输出的高压脉冲信号分散性小于10 ns的四路高压脉冲源。通过实验结果验证了所采用的设计原理及方法的可行性,给出了单次触发情况下四路高压脉冲输出的实验结果。 展开更多

关键词 分散性 光电信号 触发控制 半导体开关 高压脉冲

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基于Blumlein脉冲网络的直线型脉冲变压器设计

11

作者 马勋 李洪涛 《电子设计工程》 2014年第1期114-116,共3页

为了实现能产生重复频率矩形高压脉冲输出的紧凑型脉冲功率源,设计了基于脉冲形成网络的直线型脉冲变压器。以陶瓷电容和光导开关构建全固态Blumlein型脉冲形成网络,分析了磁芯参数对能量效率和平顶度的影响,计算了设计的脉冲功率源的... 为了实现能产生重复频率矩形高压脉冲输出的紧凑型脉冲功率源,设计了基于脉冲形成网络的直线型脉冲变压器。以陶瓷电容和光导开关构建全固态Blumlein型脉冲形成网络,分析了磁芯参数对能量效率和平顶度的影响,计算了设计的脉冲功率源的分布参数,并基于分布参数建立了了全电路模型。研究结果表明足够的磁芯伏秒数是直线型脉冲变压器运行的必要条件,而分布参数是引成输出脉冲畸变的另一重要因素。 展开更多

关键词 脉冲功率 重复频率 光导开关 脉冲形成网络 直线型脉冲变压器

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自积分式电容分压器的频率响应特性 被引量：4

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作者 卫兵 龚伯仪 +3 位作者 王治 卿燕玲 袁建强 丰树平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期119-124,共6页

为了测量电缆中传输的ns量级脉冲高电压,设计了自积分电容分压器并开展了频率响应特性分析。为分压器设计了不同的补偿电阻,并使用含有杂散参数的等效电路进行分析。仿真结果表明:分压器低频特性的主要影响因素是等效取样电阻与低压臂... 为了测量电缆中传输的ns量级脉冲高电压,设计了自积分电容分压器并开展了频率响应特性分析。为分压器设计了不同的补偿电阻,并使用含有杂散参数的等效电路进行分析。仿真结果表明:分压器低频特性的主要影响因素是等效取样电阻与低压臂电容乘积得到的时间常数;高频特性主要受电容的杂散电感和取样电阻的杂散电容影响。增大时间常数扩展低频特性时,会导致杂散参数的影响加剧而使分压器高频特性变差。采用方波实验和扫频测量两种方法实测了不同参数分压器的频响特性。结果表明:补偿电阻为550Ω的电容分压器频响上限超过2GHz;但是低频特性不足,频率下限约为1.8 MHz;而补偿电阻为6.6kΩ,且调整结构的电容分压器带宽为0.17~700 MHz,能够满足测试需求。 展开更多

关键词 脉冲电压 电容分压器 频率响应

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空腔中B-dot低频特性的硬件补偿 被引量：2

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作者 卫兵 康军军 +3 位作者 王杰 付佳斌 傅贞 丰树平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期113-116,共4页

针对在空腔中的微分环(B-dot)探头输出信号存在低频增益的问题,分析了目前使用的"磁通穿透特征时间常数"一阶修正方法,提出了使用适当积分常数的积分器进行补偿的方法。对安装在同轴线及径向线电极孔中的B-dot进行实验,结果表... 针对在空腔中的微分环(B-dot)探头输出信号存在低频增益的问题,分析了目前使用的"磁通穿透特征时间常数"一阶修正方法,提出了使用适当积分常数的积分器进行补偿的方法。对安装在同轴线及径向线电极孔中的B-dot进行实验,结果表明:当积分器的积分时间常数等于磁通穿透特征时间常数时,B-dot的测量结果与标准电流信号吻合。因此这也是空腔中的B-dot探头选取积分器的原则。该方法使用硬件直接获取了补偿后的测试结果,与软件修正方法比较操作较为简便。 展开更多

关键词 脉冲电流 标定 频率响应 补偿

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金属-铁电陶瓷沿面阴极三相点电场分析 被引量：1

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作者 马勋 刘宏伟 +2 位作者 姜苹 袁建强 王凌云 《电子设计工程》 2014年第14期177-179,共3页

为了降低金属-铁电陶瓷沿面阴极发射阈值,开展了影响其三相点电场分布因素的研究。从金属铁电陶瓷结构参数、在二极管中的相对位置出发分析了其与三相点电场关系。研究表明采用较薄的电极和铁电陶瓷,以及较短的沿面距离可以获得三相点... 为了降低金属-铁电陶瓷沿面阴极发射阈值,开展了影响其三相点电场分布因素的研究。从金属铁电陶瓷结构参数、在二极管中的相对位置出发分析了其与三相点电场关系。研究表明采用较薄的电极和铁电陶瓷,以及较短的沿面距离可以获得三相点电场的加强,相比双电极结构,单电极可以获得显著的三相点电场畸变。 展开更多

关键词 阴极 重复频率 爆炸发射 闪光照相

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