一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公布了一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，包括正負(fù)充電電源、控制系統(tǒng)、高能觸發(fā)電源、高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)，所述正負(fù)充電電源與高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的充電輸入端連接，所述高能觸發(fā)電源與高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的觸發(fā)隔離電阻輸入端連接，所述控制系統(tǒng)與正負(fù)充電電源和高能觸發(fā)源的控制模塊連接，所述高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的高壓輸出端與負(fù)載系統(tǒng)相連接；本實(shí)用新型能兼顧輸出電壓高且連續(xù)可調(diào)、脈沖前沿快、脈沖寬度寬、重復(fù)頻率穩(wěn)定運(yùn)行、體積小、重量輕、成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)；基于該新型高功率長(zhǎng)脈沖功率源，可開(kāi)展高功率微波技術(shù)、電子束流產(chǎn)生與傳輸技術(shù)、X光機(jī)等研究，也可在工業(yè)、醫(yī)療等脈沖功率【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)揮作用；在保證相同技術(shù)指標(biāo)的條件下，本實(shí)用新型的脈沖功率源將體積、重量縮小到傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之一甚至更小，具有小型化、輕型化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于脈沖功率【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源?？蓱?yīng)用于開(kāi)展高功率微波技術(shù)、電子束流產(chǎn)生與傳輸技術(shù)、X光機(jī)等研究，也可在工業(yè)、醫(yī)療等脈沖功率【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)揮作用，是實(shí)現(xiàn)脈沖功率源高技術(shù)指標(biāo)、小型化、輕型化、低成本的必然途徑。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖功率源是指進(jìn)行脈沖能量壓縮、獲得高功率、短脈沖的電裝置。脈沖功率裝置的工作原理為:首先由初始儲(chǔ)能技術(shù)(電容器儲(chǔ)能、電感儲(chǔ)能、化學(xué)能等)產(chǎn)生所需的初級(jí)脈沖波形(毫秒級(jí)至微妙級(jí))，然后再利用脈沖形成線(xiàn)和開(kāi)關(guān)技術(shù)在時(shí)間尺度上進(jìn)行壓縮，脈沖寬度便被大大壓縮(納秒量級(jí))，從而極大的增加了峰值功率。通常的長(zhǎng)脈沖功率源采用Marx發(fā)生器+脈沖形成線(xiàn)的技術(shù)路線(xiàn)，首先用Marx發(fā)生器形成一個(gè)微秒量級(jí)的初始高壓脈沖，然后再利用脈沖形成線(xiàn)對(duì)脈沖進(jìn)行整形，最后在負(fù)載系統(tǒng)上得到納秒量級(jí)脈沖高壓。這類(lèi)裝置(劉錫三，高功率脈沖技術(shù)，國(guó)防工業(yè)出版社，第424-436頁(yè))需要用初級(jí)電源、一級(jí)脈沖壓縮、二級(jí)脈沖壓縮才能獲得需要的方波脈沖，不足之處在于儲(chǔ)能系統(tǒng)和脈沖形成系統(tǒng)為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，能量轉(zhuǎn)換效率低、系統(tǒng)龐大、重量重。對(duì)于傳統(tǒng)的重復(fù)頻率Marx發(fā)生器，優(yōu)點(diǎn)是體積小，主要用于寬譜脈沖產(chǎn)生，缺點(diǎn)是儲(chǔ)能低、脈沖寬度窄、無(wú)法產(chǎn)生脈沖方波(張晉琪等，強(qiáng)激光與粒子束，2009，21 (4)，第637-640頁(yè))。
[0003]在高功率微波的許多應(yīng)用中，脈沖功率技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵，其中最大的挑戰(zhàn)就是研究小型化、便攜式的長(zhǎng)脈沖方波高功率脈沖功率源；另外，脈沖功率源在X光機(jī)、工業(yè)CT高壓電源方面都有強(qiáng)的應(yīng)用市場(chǎng)。制約脈沖功率源實(shí)際應(yīng)用的主要原因是體積大、成本高，傳統(tǒng)的脈沖功率技術(shù)方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前對(duì)脈沖功率源小型化、輕型化、低成本的要求。
[0004]實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)脈沖功率源小型化的關(guān)鍵是如何縮短脈沖形成線(xiàn)的長(zhǎng)度、減少脈沖壓縮的級(jí)數(shù)、提高脈沖功率源的輸出效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了 Marx發(fā)生器+脈沖形成線(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，采用儲(chǔ)能與脈沖成形一體化的結(jié)構(gòu)方式，提供了一種新型高功率長(zhǎng)脈沖功率源，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高功率、高儲(chǔ)能、高重頻、低抖動(dòng)、準(zhǔn)方波脈沖輸出。該系統(tǒng)采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將脈沖形成與儲(chǔ)能一體化設(shè)計(jì)，減少了儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，縮小了系統(tǒng)體積；同時(shí)采用雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且利用脈沖電容器的優(yōu)勢(shì)，具有可靠性好，壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)；另外，該系統(tǒng)采用Marx型電壓串疊技術(shù)，其電路工作原理為并聯(lián)充電、串聯(lián)放電，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；系統(tǒng)的電路回路采用低電感的設(shè)計(jì)方法，利用平板傳輸線(xiàn)互感原理，將脈沖成形模塊設(shè)計(jì)為同端輸出結(jié)構(gòu) ，實(shí)現(xiàn)了電路系統(tǒng)的低回路電感，使得脈沖前沿小、平頂寬。
[0006]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，包括正負(fù)充電電源、控制系統(tǒng)、高能觸發(fā)電源、高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)和負(fù)載，所述控制系統(tǒng)與正負(fù)充電電源和高能觸發(fā)電源的控制單元連接，所述高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的高壓輸出端連接負(fù)載；所述高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)包括N級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊依次串聯(lián)為一體，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊包括第一輸出電極和第二輸出電極，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極與第一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第二電極連接，第一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第一電極連接到地，第N級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極與第N+1級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)第一電極連接，第N+1級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第二電極連接到負(fù)載；從第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模開(kāi)始每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊與下一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊之間連接一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的兩個(gè)輸出電極與下一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊對(duì)應(yīng)的輸出電極之間連接一個(gè)放電隔離元件；第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的兩個(gè)輸出電極與正負(fù)充電電源之間通過(guò)兩個(gè)放電隔離元件連接；每一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的觸發(fā)電極連接處連接一個(gè)觸發(fā)隔離電阻，觸發(fā)隔離電阻的另一極連接到高能觸發(fā)電源，其中N為自然數(shù)。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極之間連接正放電隔離元件，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極之間連接負(fù)放電隔離元件。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極與正負(fù)充電電源的正極之間連接一個(gè)正放電隔離元件，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極與正負(fù)充電電源的負(fù)極之間連接一個(gè)負(fù)放電隔離元件。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極與正負(fù)充電電源的正極之間連接一個(gè)正放電隔離元件，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極與正負(fù)充電電源的負(fù)極之間連接一個(gè)負(fù)放電隔離元件。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述放電隔離元件為電阻、或?yàn)殡姼?、或?yàn)槎O管。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述高能觸發(fā)電源的輸出端與三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)上連接的觸發(fā)電阻的輸入端連接。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述高能觸發(fā)電源的輸出信號(hào)同時(shí)控制每一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)，且觸發(fā)輸出信號(hào)的前沿小于100ns、脈沖寬度寬大于200ns、能量大于10J。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的電容容值相等。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊能用三電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊、或人工線(xiàn)、或脈沖形成線(xiàn)代替。
[0015]在上述技術(shù)方案中，所述第N+1級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)能用真空二極管代替，同時(shí)與N+1級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)連接的觸發(fā)電阻去掉。
[0016]本實(shí)用新型中，高壓脈沖方波產(chǎn)生方式為Marx型電路結(jié)構(gòu)，這是一種公知技術(shù)，公知技術(shù)中電路結(jié)構(gòu)主要由電容器、放電隔離元件、級(jí)電容接地隔離元件、開(kāi)關(guān)組成，這種電路結(jié)構(gòu)可等效為RLC放電電路，輸出波形為RLC放電波形，本實(shí)用新型中顯著不同于公知技術(shù)的地方在于電路結(jié)構(gòu)中取消了級(jí)電容接地隔離元件，同時(shí)采用雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊取代電容器，實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)減少了電路元件，將儲(chǔ)能與脈沖成形進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)脈沖方波輸出，本實(shí)用新型中采用高能觸發(fā)電源，使高功率長(zhǎng)脈沖功率源的輸出波形具有很好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
[0017]在本實(shí)用新型中，雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊中的脈沖形成網(wǎng)絡(luò)采用高壓脈沖電容器作為儲(chǔ)能單元，其具有儲(chǔ)能密度大的優(yōu)勢(shì)，而采用雙電容脈沖成形系統(tǒng)，減少了脈沖形成網(wǎng)絡(luò)的級(jí)數(shù)，克服了單電容系統(tǒng)無(wú)法形成脈沖方波的缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)快前沿、準(zhǔn)脈沖方波輸出；該脈沖形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、耐壓高、儲(chǔ)能密度大、可靠性高，可應(yīng)用于百納秒級(jí)的脈沖功率系統(tǒng)；雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的具體電路結(jié)構(gòu)和功能已另申請(qǐng)專(zhuān)利(2013101532966)。
[0018]本實(shí)用新型中，高能觸發(fā)電源的作用就是提供足夠大的能量和電壓，保證系統(tǒng)中多級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)能夠同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，提供快前沿、寬脈沖、高能量的觸發(fā)信號(hào)，前沿一般小于100ns、脈沖寬度一般大于200ns、輸出能量一般大于10J。
[0019]本實(shí)用新型中，高功率長(zhǎng)脈沖功率源的工作原理為:正負(fù)充電電源將每個(gè)脈沖成形模塊(假設(shè)總數(shù)為η個(gè))并聯(lián)充電到電壓土V0，然后所有的氣體火花間隙開(kāi)關(guān)被觸發(fā)導(dǎo)通，這些脈沖成形模塊就會(huì)全部串聯(lián)起來(lái)，在匹配負(fù)載上建立起幅值為nVO的高壓脈沖，且脈沖寬度與單個(gè)脈沖成形模塊的輸出信號(hào)脈沖寬度相同。
[0020]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將脈沖形成與儲(chǔ)能一體化設(shè)計(jì)，減少了儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，縮小了系統(tǒng)體積；采用雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且利用脈沖電容器的優(yōu)勢(shì)，具有可靠性好，壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)；另外，該系統(tǒng)采用Marx型電壓串疊技術(shù)，其電路工作原理為并聯(lián)充電、串聯(lián)放電，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；系統(tǒng)的電路回路采用低電感的設(shè)計(jì)方法，利用平板傳輸線(xiàn)互感原理，將脈沖成形模塊設(shè)計(jì)為同端輸出結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電路系統(tǒng)的低回路電感，使得脈沖前沿小、平頂寬。本實(shí)用新型的長(zhǎng)脈沖功率源可實(shí)現(xiàn)高功率、高儲(chǔ)能、高重頻、低抖動(dòng)、準(zhǔn)方波脈沖輸出，該新型高功率長(zhǎng)脈沖功率源能兼顧輸出電壓高且連續(xù)可調(diào)、脈沖前沿快、脈沖寬度寬、重復(fù)頻率穩(wěn)定運(yùn)行、體積小、重量輕、成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)；基于該新型高功率長(zhǎng)脈沖功率源，可開(kāi)展高功率微波技術(shù)、電子束流產(chǎn)生與傳輸技術(shù)、X光機(jī)技術(shù)等研究，也可在工業(yè)、醫(yī)療等脈沖功率【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)揮作用；在保證相同技術(shù)指標(biāo)的條件下，本實(shí)用新型的脈沖功率源將體積、重量縮小到現(xiàn)有系統(tǒng)的三分之一，具有小型化、輕型化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0022]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的電路模擬波形圖；
[0024]其中:I是雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊，2是三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)，3是觸發(fā)隔離電阻，4是正放電隔離元件，5是負(fù)放電隔離元件。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0026]如圖1所示，高功率長(zhǎng)脈沖功率源包括正負(fù)充電電源、控制系統(tǒng)、高能觸發(fā)電源、高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)和負(fù)載，控制系統(tǒng)與正負(fù)充電電源和高能觸發(fā)電源的控制單元連接，高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的高壓輸出端連接負(fù)載；高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)包括N級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I依次串聯(lián)為一體，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I包括第一輸出電極和第二輸出電極，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I的第一輸出電極與第一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)2的第二電極連接，第一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)2的第一電極連接到地，第N級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I的第二輸出電極與第N+1級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)2的第一電極連接，第N+1級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)2的第二電極連接到負(fù)載；從第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I開(kāi)始每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I與下一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I之間連接一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)2，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I的兩個(gè)輸出電極與下一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊對(duì)應(yīng)的輸出電極之間連接一個(gè)放電隔離元件；第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊I的兩個(gè)輸出電極與正負(fù)充電電源之間通過(guò)兩個(gè)放電隔離元件連接；每一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)2的觸發(fā)電極連接處連接一個(gè)觸發(fā)隔離電阻3，觸發(fā)隔離電阻3的另一極連接到高能觸發(fā)電源。每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極之間連接正放電隔離元件4，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極之間連接接負(fù)放電隔離元件5。第一級(jí)正放電隔離元件與正負(fù)充電電源的正極連接，第一級(jí)負(fù)放電隔離元件與正負(fù)充電電源的負(fù)極連接。為保證系統(tǒng)每一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的通流一致性，所用的雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊電容容值均相等。
[0027]實(shí)施例一
[0028]作為本實(shí)用新型的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源的一個(gè)實(shí)施特例，設(shè)計(jì)一個(gè)高功率長(zhǎng)脈沖功率源，包括正負(fù)充電電源、控制系統(tǒng)、高能觸發(fā)電源、高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)和負(fù)載，其中高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)包括20級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊和21級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的參數(shù)是阻抗值為2.5Ω、電容值為30nF、脈沖寬度為150ns，高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的特性阻抗為50 Ω ；
[0029]假定負(fù)載系統(tǒng)5阻抗值為50 Ω，與高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)特性阻抗匹配，在充電電源正負(fù)對(duì)稱(chēng)充電的特殊條件下，設(shè)計(jì)充電電壓值為±50kV，系統(tǒng)理想輸出電壓值為1MV、電流為20kA、輸出功率為20GW，脈沖寬度為160ns、脈沖前沿為40ns。電路模擬結(jié)果如圖2所示。由于整個(gè)脈沖功率源中的多級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)均進(jìn)行外觸發(fā)工作，觸發(fā)電源能量大、電壓高(高能觸發(fā)電源輸出電壓IOOkV時(shí)、儲(chǔ)能80J、重復(fù)頻率50Hz)，保證了氣體開(kāi)關(guān)工作的一致性和穩(wěn)定型，因而整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率50Hz運(yùn)行。
[0030]本實(shí)用新型并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組
口 ο
【權(quán)利要求】
1.一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，包括正負(fù)充電電源、控制系統(tǒng)、高能觸發(fā)電源、高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)和負(fù)載，所述控制系統(tǒng)與正負(fù)充電電源和高能觸發(fā)電源的控制單元連接，所述高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)的高壓輸出端連接負(fù)載；其特征為所述高壓脈沖方波產(chǎn)生系統(tǒng)包括N級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊依次串聯(lián)為一體，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊包括第一輸出電極和第二輸出電極，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極與第一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第二電極連接，第一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第一電極連接到地，第N級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極與第N+1級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第一電極連接，第N+1級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的第二電極連接到負(fù)載；從第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模開(kāi)始每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊與下一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊之間連接一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的兩個(gè)輸出電極與下一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊對(duì)應(yīng)的輸出電極之間連接一個(gè)放電隔離元件；第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的兩個(gè)輸出電極與正負(fù)充電電源之間通過(guò)兩個(gè)放電隔離元件連接；每一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)的觸發(fā)電極連接處連接一個(gè)觸發(fā)隔離電阻，觸發(fā)隔離電阻的另一極連接到高能觸發(fā)電源，其中N為自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極之間連接正放電隔離元件，每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極之間連接負(fù)放電隔離元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極與正負(fù)充電電源的正極之間連接一個(gè)正放電隔離元件，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極與正負(fù)充電電源的負(fù)極之間連接一個(gè)負(fù)放電隔離元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第二輸出電極與正負(fù)充電電源的正極之間連接一個(gè)正放電隔離元件，第一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的第一輸出電極與正負(fù)充電電源的負(fù)極之間連接一個(gè)負(fù)放電隔離元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述放電隔離元件為電阻、或?yàn)殡姼?、或?yàn)槎O管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述高能觸發(fā)電源的輸出端與三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)上連接的觸發(fā)電阻的輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述高能觸發(fā)電源的輸出信號(hào)同時(shí)控制每一級(jí)三電極氣體火花間隙開(kāi)關(guān)，且觸發(fā)輸出信號(hào)的前沿小于100ns、脈沖寬度寬大于200ns、能量大于10J。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述每一級(jí)雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊的電容容值相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源，其特征為所述雙電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊可用三電容結(jié)構(gòu)脈沖成形模塊、或人工線(xiàn)、或脈沖形成線(xiàn)代替。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率長(zhǎng)脈沖功率源,其特征為所述第N+1級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)用真空二極管代替，同時(shí)去掉與N+1級(jí)氣體火花間隙開(kāi)關(guān)連接的觸發(fā)電阻。
【文檔編號(hào)】H02M9/02GK203708134SQ201420014457
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】宋法倫, 甘延青, 龔海濤, 秦風(fēng), 金曉, 許州 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所