專利名稱：一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于脈沖方波發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器。
背景技術(shù)：
方波脈沖功率源由于民用工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)學(xué)研究和國防軍事等領(lǐng)域的迫切應(yīng)用需求而迎來發(fā)展高峰期，對功率水平、上升時 間，特別是重復(fù)工作頻率都提出了更嚴格的要求。傳統(tǒng)以脈沖形成線作為脈沖形成元件的方波源，難以獲得高重復(fù)頻率，最多實現(xiàn)100H
數(shù)量級重復(fù)頻率。文獻KHarjes H, Reed K, Buttram M, et al. The Repetitive High Energy PulsedPowerModule [C], 19th International Power Modulator Symposium, 1990.)提出了基于脈沖形成線的脈沖方波源。美國Sandia國家實驗室研制的RHEPP(Repetitive High EnergyPulsed Power)裝置，使用5級磁脈沖壓縮器獲得電壓脈沖向脈沖形成線充電，電壓疊加后產(chǎn)生電壓峰值2. 5MV，寬度60ns的脈沖，脈沖能量為3kJ。其重復(fù)頻率可達120Hz。文獻2 (楊實，孟志鵬，鐘輝煌，楊漢武，錢寶良.超低阻抗、全固態(tài)化卷繞型帶狀脈沖形成線.應(yīng)用物理，2010，I (2) :195-200.)為中國國防科技大學(xué)研究生院的楊實博士所設(shè)計的基于磁開關(guān)和帶狀線的長脈沖、超低阻抗脈沖發(fā)生器，通過特性阻抗0. 5Ω，電長度115ns,以DMD膜為絕緣介質(zhì)的固態(tài)化帶狀脈沖形成線在匹配負載上獲得了電壓17. 8kV，脈寬(FWHM)為270ns，上升沿約20ns的準方波脈沖，系統(tǒng)在IOHz重頻下可穩(wěn)定運行。上述以PFL (脈沖形成線)為關(guān)鍵部件的方波脈沖發(fā)生裝置，其脈沖形成開關(guān)多為氣體開關(guān)，重復(fù)工作頻率最高達到IOOHz數(shù)量級，難以適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，該發(fā)生器可以在高重復(fù)頻率下運行，輸出倍壓、高重復(fù)頻率的方波脈沖。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，包括可調(diào)脈沖源、磁脈沖壓縮電路、方波倍壓Marx發(fā)生器和匹配負載；磁脈沖壓縮電路經(jīng)可調(diào)脈沖源充電后，對方波倍壓Marx發(fā)生器并聯(lián)充電，方波倍壓Marx發(fā)生器充電完成后串聯(lián)放電至匹配負載獲得輸出方波脈沖；磁脈沖壓縮電路包括與可調(diào)脈沖源并聯(lián)的電容C和與方波倍壓Marx發(fā)生器串聯(lián)的磁開關(guān)MS，電容C被可調(diào)脈沖源充電至峰值Uci時，磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通，電容C通過磁開關(guān)MS的飽和電感向方波倍壓Marx發(fā)生器充電；方波倍壓Marx發(fā)生器包括N級充放電單元，每級充放電單元包括一個PFL、一對耦合電感對和一個磁開關(guān)MS，PFL通過耦合電感對連入電路且耦合電感對呈同名端方式連接于PFL，磁開關(guān)MS連接相鄰級PFL的屏蔽層與芯，與耦合電感對連接于每級PFL的同端或異端；在充電時，耦合電感對對N級PFL進行并聯(lián)充電，充電至峰值后各級的磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通，N級PFL串聯(lián)放電至匹配負載。所述的磁脈沖壓縮電路通過耦合電感對N級PFL進行并聯(lián)充電，每級PFL的等效阻抗Ztl、長度I、波傳播速度V參數(shù)均一致，PFL充電至峰值后各級磁開關(guān)MS同時飽和導(dǎo)通，
N級PFL串聯(lián)對匹配負載放電；通過波過程每一級PFL在匹配負載上產(chǎn)生$倍充電電壓、2!
2V
脈寬的方波脈沖，各級疊加獲得$倍充電電壓、2&3水寬的重復(fù)頻率高壓方波脈沖。
2V
所述的方波倍壓Marx發(fā)生器為形成線型Marx發(fā)生器，包括N級充放電單元，N級PFL并聯(lián)充電，每級的PFL同一端的屏蔽層、芯端口通過一對耦合電感連入電路，且此耦合電感對呈同名端方式連接于PFL ;每級的PFL及耦合電感對的相關(guān)參數(shù)相同，N級PFL回路每一側(cè)的I禹合電感同名端方向一致；各級PFL通過磁開關(guān)MS關(guān)串聯(lián)放電，第n+1級PFL的充電電流流入端通過磁開關(guān)MS與η級PFL的充電電流流出端相連，各級磁開關(guān)MS具有相同參數(shù)且耦合于同一磁芯；第N級PFL的線皮連接至匹配負載。所述的相鄰充放電單元的磁開關(guān)MS的充電電流流出端之并聯(lián)一個與充電電流流向相同的二極管。所述的在最末級磁開關(guān)MS與首級磁開關(guān)MS的充電電流流出端之并聯(lián)一個二極管。所述的方波倍壓Marx發(fā)生器為形成線充放電端口隔離型Marx發(fā)生器，包括N級充放電單元，N級PFL并聯(lián)充電，每級PFL首端的屏蔽層、芯端口通過一對耦合電感連入電路，且此耦合電感對呈同名端方式連接于PFL，每級的PFL及耦合電感對的相關(guān)參數(shù)相同，N級PFL回路每一側(cè)的耦合電感同名端方向一致；各級PFL通過磁開關(guān)MS關(guān)串聯(lián)放電，第n+1級PFL的尾端線芯通過磁開關(guān)MS與η級PFL的尾端線皮相連,第一級的PFL的線芯通過磁開關(guān)MS連接至地,各級磁開關(guān)MS具有相同參數(shù)且耦合于同一磁芯；第N級PFL的線皮連接至匹配負載。所述的可調(diào)脈沖源為頻率、脈寬可調(diào)的脈沖源。所述的磁開關(guān)MS采用多個磁芯疊置并纏繞導(dǎo)線的方式構(gòu)成，通過改變繞線匝數(shù)以及磁開關(guān)個數(shù)調(diào)節(jié)磁開關(guān)的參數(shù)伏秒積α，即磁芯從負向飽和到正向飽和過程中磁通鏈的增加值，從而控制一定電壓下磁開關(guān)的飽和時間。由于磁開關(guān)飽和前后其等效電感值發(fā)生突變，可將磁開關(guān)兩個端子在飽和前視為斷開，在飽和后視為接通，產(chǎn)生類似開關(guān)的工作特性，從而磁開關(guān)飽和后使各級PFL串聯(lián)放電?；赑FL的方波脈沖發(fā)生器所接負載為匹配負載NZtl, N為級數(shù)，Z0為PFL的特征阻抗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，利用耦合電感充電與隔離，磁開關(guān)為脈沖形成開關(guān)，脈沖形成線為方波發(fā)生元件的高重復(fù)頻率的方波倍壓Marx發(fā)生器。通過耦合電感對N級PFL進行并聯(lián)充電，要求每級PFL的Zp I、V參數(shù)均一致，充電至峰值后各級磁開關(guān)同時飽和導(dǎo)通；
N級PFL串聯(lián)對匹配負載NZO放電，通過波過程每一級PFL在匹配負載上產(chǎn)生-倍充電電壓2!脈寬的方波脈沖，各級疊加從而獲得#倍充電電壓、脈寬的重復(fù)頻率高壓
V2V
方波脈沖。本發(fā)明提供的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，脈沖形成開關(guān)為磁開關(guān)(可飽和電感)，取代了傳統(tǒng)的氣體開關(guān)，鑒于磁開關(guān)沒有電極燒蝕與絕緣恢復(fù)的問題，從而使得本電路可以在高重復(fù)頻率下運行，后述實例中本方波源可達到20kHz以上的重復(fù)工作頻率，遠遠高于傳統(tǒng)基于脈沖形成線方波源的IOOHz量級重復(fù)工作頻率。磁開關(guān)的使用亦產(chǎn)生了陡化方波上升沿的作用。本發(fā)明提供的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，采用了耦合電感隔離型Marx發(fā)生器的結(jié)構(gòu)，保證了快速充電，降低了對可飽和電感的伏秒積要求。 本發(fā)明提供的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，實現(xiàn)了可倍壓的方波脈沖發(fā)生功能。只要輸入電源是重復(fù)頻率，就可以讓倍壓方波發(fā)生器工作于重復(fù)頻率狀態(tài)。


圖I為基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器(二級)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2為二級基于磁開關(guān)的形成線型典型Marx發(fā)生器的電路拓撲圖。圖3為基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器(二級)的實驗電壓波形圖。圖4為基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器(二級)的的仿真電壓波形圖。圖5為二級基于磁開關(guān)形成線充放電端口隔離型Marx發(fā)生器電路拓撲圖。圖6為二級基于磁開關(guān)并聯(lián)充電的形成線型Marx發(fā)生器電路拓撲圖。圖7-1 7-2為二級基于磁開關(guān)并聯(lián)充電二極管限流的形成線型Marx發(fā)生器電路拓撲圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。本發(fā)明提供一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，該方波發(fā)生器級聯(lián)在主電容或脈沖變壓器之后，對各級脈沖形成線并聯(lián)充電后，串聯(lián)放電至匹配負載獲得輸出方波脈沖，以達到倍壓、高重復(fù)頻率、壓縮上升沿的目的。一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，包括可調(diào)脈沖源、磁脈沖壓縮電路、方波倍壓Marx發(fā)生器和匹配負載；磁脈沖壓縮電路經(jīng)可調(diào)脈沖源充電后，對方波倍壓Marx發(fā)生器并聯(lián)充電，方波倍壓Marx發(fā)生器充電完成后串聯(lián)放電至匹配負載獲得輸出方波脈沖；磁脈沖壓縮電路包括與可調(diào)脈沖源并聯(lián)的電容C和與方波倍壓Marx發(fā)生器串聯(lián)的磁開關(guān)MS，電容C被可調(diào)脈沖源充電至峰值Uci時，磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通，電容C通過磁開關(guān)MS的飽和電感向方波倍壓Marx發(fā)生器充電；方波倍壓Marx發(fā)生器包括N級充放電單元，每級充放電單元包括一個PFL (脈沖形成線)、一對耦合電感對和一個磁開關(guān)MS，PFL通過耦合電感對連入電路且耦合電感對呈同名端方式連接于PFL，磁開關(guān)MS連接相鄰級PFL的屏蔽層與芯，與耦合電感對連接于每級PFL的同端或異端；在充電時，耦合電感對對N級PFL進行并聯(lián)充電，充電至峰值后各級的磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通，N級PFL串聯(lián)放電至匹配負載。磁開關(guān)MS采用多個磁芯疊置并纏繞導(dǎo)線的方式構(gòu)成，通過改變繞線匝數(shù)以及磁開關(guān)個數(shù)調(diào)節(jié)磁開關(guān)的參數(shù)伏秒積α，即磁芯從負向飽和到正向飽和過程中磁通鏈的增加值，從而控制一定電壓下磁開關(guān)的飽和時間。由于磁開關(guān)飽和前后其等效電感值發(fā)生突變，可將磁開關(guān)兩個端子在飽和前視為斷開，在飽和后視為接通，產(chǎn)生類似開關(guān)的工作特性，從而磁開關(guān)飽和后使各級PFL串聯(lián)放電?；赑FL的方波脈沖發(fā)生器所接負載為匹配負載NZtl, N為級數(shù)，Z0為PFL的特征阻抗?；诖砰_關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器的倍壓方波產(chǎn)生如下
通過耦合電感對N級PFL進行并聯(lián)充電，要求每級PFL的等效阻抗Ztl、長度I、波傳播速度V參數(shù)均一致，充電至峰值后各級磁開關(guān)同時飽和導(dǎo)通，N級PFL串聯(lián)對匹配負載
NZ0放電，通過波過程每一級PFL在匹配負載上產(chǎn)生4倍充電電壓、2^·脈寬的方波脈沖，各級
2V
疊加從而獲得$倍充電電壓、2!脈寬的重復(fù)頻率高壓方波脈沖。
2V具體的利用耦合電感充電與隔離，磁開關(guān)為脈沖形成開關(guān)，脈沖形成線為方波發(fā)生元件的高重復(fù)頻率的方波倍壓Marx發(fā)生器。由于耦合電感、磁開關(guān)與形成線連接方法的不同,該Marx發(fā)生器有多種拓撲結(jié)構(gòu)，列舉若干典型電路拓撲結(jié)構(gòu)如下。實施例I參見圖I、圖2，基于磁開關(guān)的形成線型典型Marx發(fā)生器，包括頻率脈寬可調(diào)脈沖源；磁脈沖壓縮電路；基于磁開關(guān)的形成線型Marx發(fā)生器；匹配負載四個部分，其中線型Marx發(fā)生器的結(jié)構(gòu)為N級PFL并聯(lián)充電，每一級PFL —端的屏蔽層(皮)、芯端口均通過一對耦合電感連入電路，且此耦合電感對呈同名端方式連接于PFL，N級PFL及其耦合電感對的相關(guān)參數(shù)應(yīng)完全相同，N級PFL回路每一側(cè)的耦合電感同名端方向應(yīng)一致。各級PFL通過磁開關(guān)串聯(lián)放電的連接方法為第n+1級PFL的充電電流流入端通過可飽和電感(磁開關(guān))與η級PFL的充電電流流出端相連，各級可飽和電感應(yīng)具有相同參數(shù)且耦合于同一磁芯。第N級PFL的線皮連接至匹配負載。當(dāng)C1被前級電路充電至峰值Uci時，磁開關(guān)MS1飽和導(dǎo)通，隨后C1通過MS1的飽和電感開始向Marx發(fā)生器諧振充電。在此充電階段，Marx發(fā)生器的稱合電感的電流總和為O,從而保證其可視為短路。因此，Marx發(fā)生器相當(dāng)于兩個PFL并聯(lián)，獲得良好的充電一致性。當(dāng)PFL1與PFL2并聯(lián)諧振充電至峰值U。時，磁開關(guān)MS2與MS3飽和導(dǎo)通，PFL1與PFL2迅速串聯(lián)放電至匹配負載等于2 ),此時耦合電感起到級間隔離作用。每一級PFL通
過波過程在匹配負載上形成幅值$倍充電電壓1^2^·脈寬的方波脈沖，兩級疊加從而獲得
2V
幅值U 脈寬的重復(fù)頻率高壓方波脈沖，從而實現(xiàn)倍壓、高重復(fù)頻率、方波脈沖輸出的目
V標。
實驗選取的脈沖形成線PFL1-PFL2為SYV系列射頻同軸電纜，型號為5_3_1，波阻抗為75 Ω，長度為95米，頻率脈寬可調(diào)脈沖源產(chǎn)生幅值300V、脈寬4 μ s的脈沖輸出，匹配負載為150 Ω電阻。圖3所示為實驗波形，可見PFL1-PFL2充電一致性保持較好，PFL1-PFL2充電至峰值320V時，磁開關(guān)MS2-MS3飽和導(dǎo)通，PFL串聯(lián)放電 至匹配負載形成方波產(chǎn)生了 380V、脈沖半高寬800ns、上升沿330ns的方波波形，實現(xiàn)良好的倍壓。圖4為Pspice軟件仿真所得波形，PFL充電至峰值440V，磁開關(guān)飽和導(dǎo)通，匹配負載上產(chǎn)生幅值480V，上升沿約170ns，脈沖寬度約950ns的方波，驗證了良好的倍壓及其方波發(fā)生特性。實施例2圖5所示為二級形成線充放電端口隔離型Marx發(fā)生器電路拓撲圖，與二級基于磁開關(guān)的形成線型Marx發(fā)生器的電路拓撲結(jié)構(gòu)相比，改變磁開關(guān)的連接方法PFL5與PFL6首端通過耦合電感連入電路，尾端通過磁開關(guān)的連接串聯(lián)放電至匹配負載。尾端磁開關(guān)的接法為首級PFL尾端的線芯通過MS7接地，η級PFL尾端線皮通過磁開關(guān)連接至n+1級PFL尾端線芯。充電過程耦合電感呈現(xiàn)小電感相當(dāng)于短路，磁開關(guān)呈現(xiàn)大電感相當(dāng)于斷路，Marx發(fā)生器相當(dāng)于PFL并聯(lián)，獲得良好的充電一致性。二級形成線充放電端口隔離型Marx發(fā)生器的優(yōu)點在于，串聯(lián)放電瞬間PFL首端的
電壓波動需經(jīng)過一個傳輸時間I的波過程才傳輸至放電的尾端，可以改善在匹配負載上輸
V
出方波的上升沿，從而獲得更高質(zhì)量的方波脈沖。實施例3圖6所示為二級磁開關(guān)并聯(lián)充電型Marx發(fā)生器電路拓撲圖，與二級基于磁開關(guān)的形成線型Marx發(fā)生器的電路拓撲結(jié)構(gòu)相比，對調(diào)了磁開關(guān)與PFL的位置。通過耦合電感對磁開關(guān)MSltl-MS12進行并聯(lián)充電。二級磁開關(guān)并聯(lián)充電型Marx發(fā)生器的優(yōu)點在于，原有電路拓撲結(jié)構(gòu)當(dāng)磁開關(guān)MS10-MS12阻抗與PFL9-PFLltl阻抗相比較小時，充電過程中MSltl-MS12會流過較大電流，造成流過各個耦合電感的電流不同，從而磁通不平衡，PFL9-PFL10充電一致性變差。圖6所述拓撲結(jié)構(gòu)在磁開關(guān)上流過較大電流時，將改善耦合電感的磁通平衡情況，從而陡化輸出方波的上升沿。圖6所示二級磁開關(guān)并聯(lián)充電二極管限流型Marx發(fā)生器會在串聯(lián)放電時，在匹配負載上出現(xiàn)預(yù)充電現(xiàn)象，可以通過二極管限制反向流通的特性以改善波形，從而形成如附圖7-1、圖7-2所示的二級磁開關(guān)并聯(lián)充電二極管限流的形成線型Marx發(fā)生器，二極管將減少預(yù)脈沖獲得更高質(zhì)量方波脈沖。
權(quán)利要求
1.一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，包括可調(diào)脈沖源、磁脈沖壓縮電路、方波倍壓Marx發(fā)生器和匹配負載；磁脈沖壓縮電路經(jīng)可調(diào)脈沖源充電后，對方波倍壓Marx發(fā)生器并聯(lián)充電，方波倍壓Marx發(fā)生器充電完成后串聯(lián)放電至匹配負載獲得輸出方波脈沖； 磁脈沖壓縮電路包括與可調(diào)脈沖源并聯(lián)的電容C和與方波倍壓Marx發(fā)生器串聯(lián)的磁開關(guān)MS，電容C被可調(diào)脈沖源充電至峰值Uci時，磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通，電容C通過磁開關(guān)MS的飽和電感向方波倍壓Marx發(fā)生器充電； 方波倍壓Marx發(fā)生器包括N級充放電單元，每級充放電單元包括一個PFL、一對耦合電感對和一個磁開關(guān)，PFL通過耦合電感對連入電路且耦合電感對呈同名端方式連接于PFL，磁開關(guān)MS連接相鄰級PFL的屏蔽層與芯，與耦合電感對連接于每級PFL的同端或異端；在充電時，耦合電感對對N級PFL進行并聯(lián)充電，充電至峰值后各級的磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通，N級PFL串聯(lián)放電至匹配負載。
2.如權(quán)利要求I所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，磁脈沖壓縮電路通過耦合電感對N級PFL進行并聯(lián)充電，每級PFL的等效阻抗Ztl、長度I、波傳播速度V參數(shù)均一致，PFL充電至峰值后各級磁開關(guān)MS同時飽和導(dǎo)通，N級PFL串聯(lián)對匹配負載放電；通過波過程每一級PFL在匹配負載上產(chǎn)生
3.如權(quán)利要求I所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，所述的方波倍壓Marx發(fā)生器為形成線型Marx發(fā)生器，包括N級充放電單元，N級PFL并聯(lián)充電，每級的PFL同一端的屏蔽層、芯端口通過一對耦合電感連入電路，且此耦合電感對呈同名端方式連接于PFL ;每級的PFL及耦合電感對的相關(guān)參數(shù)相同，N級PFL回路每一側(cè)的耦合電感同名端方向一致； 各級PFL通過磁開關(guān)MS串聯(lián)放電，第n+1級PFL的充電電流流入端通過磁開關(guān)MS與η級PFL的充電電流流出端相連，各級磁開關(guān)MS具有相同參數(shù)且耦合于同一磁芯;第N級PFL的線皮連接至匹配負載。
4.如權(quán)利要求3所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，相鄰充放電單元的磁開關(guān)MS的充電電流流出端之并聯(lián)一個與充電電流流向相同的二極管。
5.如權(quán)利要求3所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，在最末級磁開關(guān)MS與首級磁開關(guān)MS的充電電流流出端之并聯(lián)一個二極管。
6.如權(quán)利要求I所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，所述的方波倍壓Marx發(fā)生器為形成線充放電端口隔離型Marx發(fā)生器，包括N級充放電單元，N級PFL并聯(lián)充電，每級PFL首端的屏蔽層、芯端口通過一對耦合電感連入電路，且此耦合電感對呈同名端方式連接于PFL，每級的PFL及耦合電感對的相關(guān)參數(shù)相同，N級PFL回路每一側(cè)的I禹合電感同名端方向一致； 各級PFL通過磁開關(guān)串聯(lián)放電，第Ν+1級PFL的尾端線芯通過磁開關(guān)MS與第N級PFL的尾端線皮相連，第一級的PFL的線芯通過磁開關(guān)MS連接至地，各級磁開關(guān)MS具有相同參數(shù)且耦合于同一磁芯；第N級PFL的線皮連接至匹配負載。
7.如權(quán)利要求I所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，所述的可調(diào)脈沖源為頻率、脈寬可調(diào)的脈沖源。
8.如權(quán)利要求I所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，磁開關(guān)MS采用多個磁芯疊置并纏繞導(dǎo)線的方式構(gòu)成，通過改變繞線匝數(shù)以及磁開關(guān)個數(shù)調(diào)節(jié)磁開關(guān)的參數(shù)伏秒積α，即磁芯從負向飽和到正向飽和過程中磁通鏈的增加值，從而控制一定電壓下磁開關(guān)的飽和時間。
9.如權(quán)利要求I所述的基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，其特征在于，基于PFL的方波脈沖發(fā)生器所接負載為匹配負載NZtl, N為級數(shù)，Z0為PFL的特征阻抗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于磁開關(guān)的重復(fù)頻率的倍壓方波發(fā)生器，包括可調(diào)脈沖源、磁脈沖壓縮電路、方波倍壓Marx發(fā)生器和匹配負載；該方波發(fā)生器級聯(lián)在主電容或脈沖變壓器之后，對各級脈沖形成線并聯(lián)充電后，串聯(lián)放電至匹配負載獲得輸出方波脈沖，以達到倍壓、高重復(fù)頻率、壓縮上升沿的目的。本發(fā)明的脈沖形成開關(guān)為磁開關(guān)，取代了傳統(tǒng)的氣體開關(guān)，鑒于磁開關(guān)沒有電極燒蝕與絕緣恢復(fù)的問題，從而使得本電路可以在高重復(fù)頻率下運行，后述實例中本方波源可達到20kHz以上的重復(fù)工作頻率，遠遠高于傳統(tǒng)基于脈沖形成線方波源的100Hz量級重復(fù)工作頻率。磁開關(guān)的使用亦產(chǎn)生了陡化方波上升沿的作用。
文檔編號H03K3/017GK102916680SQ20121038291
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者丁衛(wèi)東, 吳佳瑋, 任航 申請人:西安交通大學(xué)