高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，屬于高功率脈沖功率源領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)高壓直流電源將電容充電至初始電壓，然后通過(guò)觸發(fā)電纜給場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)饋入觸發(fā)信號(hào)，使場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，電容器通過(guò)在外金屬筒內(nèi)設(shè)置的電感和電容對(duì)電爆炸絲放電，通過(guò)電爆炸絲長(zhǎng)度和并聯(lián)根數(shù)的優(yōu)化選擇使得在電爆炸絲內(nèi)電流達(dá)到峰值附近時(shí)電爆炸絲爆炸斷開(kāi)，使得電流切換到負(fù)載上，由于電感兩端電流不能突變，而且電容器有續(xù)流的作用，使得負(fù)載上可以得到數(shù)倍于初始電壓的方波脈沖輸出。輸出電極與負(fù)載間的間隙可以起到銳化波形前沿的作用。本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單位體積功率密度高、易于緊湊化設(shè)計(jì)，能輸出方波脈沖等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高功率脈沖功率源領(lǐng)域，具體涉及一種高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，可應(yīng)用于有較高小型化、緊湊化設(shè)計(jì)要求的情況下產(chǎn)生高功率方波脈沖。
【背景技術(shù)】
[0002]在脈沖功率【技術(shù)領(lǐng)域】，小型化、緊湊化是重要的發(fā)展方向之一。電感加電爆炸絲開(kāi)關(guān)斷路開(kāi)關(guān)型脈沖功率源是常用的緊湊型脈沖功率源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單位體積功率密度高、易于緊湊化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但是其輸出波形為三角波，不利于驅(qū)動(dòng)高功率微波源等負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服電感加電爆炸絲開(kāi)關(guān)斷路開(kāi)關(guān)型脈沖功率源輸出波形為三角波的不足，本發(fā)明提供一種高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源。本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源相對(duì)電感加電爆炸絲開(kāi)關(guān)斷路開(kāi)關(guān)型脈沖功率源具有能夠輸出高功率方波脈沖的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單位體積功率密度高、易于緊湊化設(shè)計(jì)，可用于有較高小型化、緊湊化設(shè)計(jì)要求的情況下產(chǎn)生高功率方波脈沖。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，其特點(diǎn)是，所述的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源包括電容器、外金屬筒，其中外金屬筒內(nèi)設(shè)置有場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)、電感1、電感I1、電感II1、電容1、電容I1、電容III;其連接關(guān)系是，所述的外金屬筒的左法蘭與電容器的右法蘭固定密封連接，外金屬筒的右法蘭與負(fù)載的左法蘭固定密封連接；所述的電容器的右電極與場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)的左電極連接；外金屬筒內(nèi)的場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)的右電極與電感1、電感I1、電感III依次連接；在所述的外金屬筒的中軸線上設(shè)置有輸出電極，電感III右端與輸出電極左端連接；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)中的觸發(fā)電纜通過(guò)外金屬筒上設(shè)置的絕緣座穿出外金屬筒，并保證接口密封；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)的氣管與位于外金屬筒內(nèi)側(cè)設(shè)置的氣嘴座連接；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)軸向外圍設(shè)置有絕緣盤(pán)I，絕緣盤(pán)I外圍設(shè)置有金屬盤(pán)，形成對(duì)場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)的支撐；所述的輸出電極軸向外圍設(shè)置有金屬盤(pán)II，金屬盤(pán)II外圍設(shè)置有絕緣盤(pán)II，輸出電極右端穿出金屬盤(pán)II，形成對(duì)輸出電極的支撐和電氣連接；電容I的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感I右端、電感II左端連接；電容II的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感II右端、電感III左端連接；電容III的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感III右端、輸出電極左端連接；電容1、電容I1、電容III的下端均與接地板連接；接地板左端與金屬盤(pán)連接；金屬盤(pán)I與金屬盤(pán)II之間連接有一圈并聯(lián)的電爆炸絲；輸出電極右端與負(fù)載之間設(shè)置有一間隙；所述的電容器、場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)、絕緣盤(pán)1、金屬盤(pán)1、電感1、電感I1、電感II1、輸出電極、金屬盤(pán)I1、絕緣盤(pán)I1、電爆炸絲為同軸設(shè)置。
[0005]所述的電容器(2)右端面、外筒(8)、負(fù)載(15)左端面構(gòu)成一密閉腔，密閉腔內(nèi)充有高壓絕緣氣體。
[0006] 所述的輸出電極(13)右端與負(fù)載(15)之間的間隙大小根據(jù)脈沖功率源的輸出大小和所需脈沖前沿決定。
[0007]本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，工作原理是:通過(guò)高壓直流電源將電容器充電至初始電壓U0，然后通過(guò)觸發(fā)電纜給場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)饋入觸發(fā)信號(hào)，使場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，電容器通過(guò)電感和電容對(duì)電爆炸絲放電，通過(guò)電爆炸絲長(zhǎng)度和并聯(lián)根數(shù)的優(yōu)化選擇使得在電爆炸絲內(nèi)電流達(dá)到峰值附近時(shí)電爆炸絲爆炸斷開(kāi)，使得電流切換到負(fù)載上，由于電感兩端電流不能突變，而且電容器有續(xù)流的作用，使得負(fù)載上可以得到數(shù)倍于初始電壓UO的方波脈沖輸出。輸出電極與負(fù)載間的間隙可以起到銳化波形前沿的作用。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源相對(duì)電感加電爆炸絲開(kāi)關(guān)斷路開(kāi)關(guān)型脈沖功率源具有能夠輸出高功率方波脈沖的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單位體積功率密度高、易于緊湊化設(shè)計(jì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1.左電極 2.電容器 3.右電極4.場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān) 5.觸發(fā)電纜
6.絕緣座 7.金屬盤(pán)I 8.外筒9.電爆炸絲 10.電感I 11.電
感II 12.電感III 13.輸出電極14絕緣盤(pán)II 15.負(fù)載 16.氣
管 17.氣嘴座 18.絕緣盤(pán)I19.接地板 20.電容I 21.電容II22.電容III 23.金屬盤(pán)II。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1
圖1是本發(fā)明的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中，所述的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源包括電容器2、外金屬筒8，其中外金屬筒8內(nèi)設(shè)置有場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)
4、電感I 10、電感II 11、電感III12、電容I 20、電容II 21、電容III22 ;其連接關(guān)系是，所述的外金屬筒8的左法蘭與電容器2的右法蘭固定密封連接，外金屬筒8的右法蘭與負(fù)載15的左法蘭固定密封連接；所述的電容器2的右電極3與場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4的左電極連接；外金屬筒8內(nèi)的場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4的右電極與電感I 10、電感II 11、電感III 12依次連接；在所述的外金屬筒8的中軸線上設(shè)置有輸出電極13，電感III 12右端與輸出電極13左端連接；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4中的觸發(fā)電纜5通過(guò)外金屬筒8上設(shè)置的絕緣座6穿出外金屬筒8，并保證接口密封；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4的氣管16與位于外金屬筒8內(nèi)側(cè)設(shè)置的氣嘴座17連接；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4軸向外圍設(shè)置有絕緣盤(pán)I 18，絕緣盤(pán)I 18外圍設(shè)置有金屬盤(pán)I 7，形成對(duì)場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4的支撐；所述的輸出電極13軸向外圍設(shè)置有金屬盤(pán)II 23,金屬盤(pán)II 23外圍設(shè)置有絕緣盤(pán)II 14,輸出電極13右端穿出金屬盤(pán)II 23，形成對(duì)輸出電極13的支撐和電氣連接；電容I 20的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感I 10右端、電感II 11左端連接；電容II 21的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感II 11右端、電感III 12左端連接；電容III 22的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感III12右端、輸出電極13左端連接；電容I 20、電容II 21、電容III 22的下端均與接地板19連接；接地板19左端與金屬盤(pán)7連接；金屬盤(pán)I 7與金屬盤(pán)II 23之間連接有一圈并聯(lián)的電爆炸絲9 ;輸出電極13右端與負(fù)載15之間設(shè)置有一間隙；所述的電容器2、場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4、絕緣盤(pán)I 18、金屬盤(pán)I 7、電感I 10、電感II 11、電感III 12、輸出電極13、金屬盤(pán)II 23、絕
緣盤(pán)II 14、電爆炸絲9為同軸設(shè)置。
[0011]所述的電容器2右端面、外筒8、負(fù)載15左端面構(gòu)成一密閉腔，密閉腔內(nèi)充有高壓絕緣氣體。
[0012]所述的輸出電極13右端與負(fù)載15之間的間隙大小根據(jù)脈沖功率源的輸出大小和所需脈沖前沿決定。
[0013]本發(fā)明中的電容器和電感數(shù)量對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0014]在本實(shí)施例中，通過(guò)高壓直流電源連接到左電極I將電容器2充電至初始電壓UO，然后通過(guò)觸發(fā)電纜5給場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4饋入觸發(fā)信號(hào)，使場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)4導(dǎo)通，電容器2通過(guò)電感I 10、電感II 11、電感III 12和電容I 20、電容II 21、電容III 22對(duì)電爆炸絲9放電，通過(guò)電爆炸絲9長(zhǎng)度和并聯(lián)根數(shù)的優(yōu)化選擇使得在電爆炸絲9內(nèi)電流達(dá)到峰值附近時(shí)電爆炸絲9爆炸斷開(kāi)，使得電流切換到負(fù)載15上，由于電感兩端電流不能突變，而且電容有續(xù)流的作用，使得負(fù)載15上可以得到數(shù)倍于初始電壓UO的方波脈沖輸出。輸出電極與負(fù)載間的間隙可以起到銳化波形前沿的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，其特征在于:所述的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源包括電容器(2)、外金屬筒(8),其中外金屬筒(8)內(nèi)設(shè)置有場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)、電感I (10)、電感II (11)、電感111(12)、電容I (20)、電容II (21)、電容111(22);其連接關(guān)系是，所述的外金屬筒(8)的左法蘭與電容器(2)的右法蘭固定密封連接，外金屬筒(8)的右法蘭與負(fù)載(15)的左法蘭固定密封連接；所述的電容器(2)的右電極(3)與場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)的左電極連接；外金屬筒(8)內(nèi)的場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)的右電極與電感I (10)、電感II (11)、電感111(12)依次連接；在所述的外金屬筒(8)的中軸線上設(shè)置有輸出電極(13)，電感111(12)右端與輸出電極(13)左端連接；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)中的觸發(fā)電纜(5)通過(guò)外金屬筒(8)上設(shè)置的絕緣座(6)穿出外金屬筒(8)，絕緣座(6)接口密封；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)的氣管(16)與位于外金屬筒(8)內(nèi)側(cè)設(shè)置的氣嘴座(17)連接；場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)軸向外圍設(shè)置有絕緣盤(pán)I(18)，絕緣盤(pán)I (18)外圍設(shè)置有金屬盤(pán)I (7)，形成對(duì)場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)的支撐；所述的輸出電極(13)軸向外圍設(shè)置有金屬盤(pán)II (23),金屬盤(pán)II (23)外圍設(shè)置有絕緣盤(pán)II (14),輸出電極(13)右端穿出金屬盤(pán)II (23)，形成對(duì)輸出電極(13)的支撐和電氣連接；電容I (20)的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感I (10)右端、電感II (11)左端連接；電容II (21)的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感II (11)右端、電感111(12)左端連接；電容III(22)的上端通過(guò)金屬轉(zhuǎn)接桿分別與電感III (12)右端、輸出電極(13)左端連接；電容I (20)、電容II (21)、電容III (22)的下端均與接地板(19)連接；接地板(19)左端與金屬盤(pán)(7)連接；金屬盤(pán)I (7)與金屬盤(pán)II (23)之間連接有一圈并聯(lián)的電爆炸絲(9);輸出電極(13)右端與負(fù)載(15)之間設(shè)置有一間隙；所述的電容器(2)、場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)(4)、絕緣盤(pán)I (18)、金屬盤(pán)I (7)、電感I(10)、電感II (11)、電感111(12)、輸出電極(13)、金屬盤(pán)II (23)、絕緣盤(pán)II (14)、電爆炸絲(9)為同軸設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，其特征在于:所述的電容器(2)右端面、外筒(8)、負(fù)載(15)左端面構(gòu)成一密閉腔，密閉腔內(nèi)充有高壓絕緣氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率緊湊型倍壓方波脈沖功率源，其特征在于:所述的輸出電極(13)右端與負(fù)載(15)之間的間隙大小根據(jù)脈沖功率源的輸出大小和所需脈沖前沿決定。
【文檔編號(hào)】H02M9/04GK103944441SQ201410202877
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】謝衛(wèi)平, 付佳斌, 郝世榮, 曹龍博, 馮傳均, 戴文峰, 伍友成, 王敏華 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所