基于SOS的高重频高压纳秒脉冲源设计

依据高重频高压纳秒脉冲输出的要求,基于半导体断路开关(SOS)的工作特点,设计了高重频高压纳秒脉冲源脉冲发生器线路。分析发生器线路的工作原理,对输出脉冲幅度50 kV/100 Ω、脉宽约10 ns~20 ns和重复频率100 kHz脉冲源的线路中关键器件的参数进行了计算。分析关键器件SOS、饱和脉冲变压器、副开关要求,给出了关键器件的选型参考。     

一种先进高压纳秒脉冲功率合成器设计

提出了一种基于先进高压纳秒脉冲线路功率合成器设计全固态高重频高压纳秒脉冲源新方法,并用实验证实了该方法的有效性和可行性,实现了全固态、高重频、高压、纳秒脉冲源的高功率输出,满足了实际应用需求。解决了全固态高重频纳秒脉冲线路功率合成、多个高压纳秒脉冲源的高精度同步(小于50ps)、高稳定全固态高压纳秒脉冲源单源模块设计、系统设计的电磁兼容等关键技术问题。该高压纳秒脉冲线路功率合成器新方法将为高功率先进高性能小型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计提供技术参考。     

纳秒脉冲半导体激光驱动器的研究

为了获得高功率、高重复频率的纳秒级光脉冲,介绍了一种基于Marx bank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器的设计,以及设计过程中雪崩晶体管的选取.该驱动器采用一级小雪崩管对触发脉冲进行陡化,由小雪崩管产生的脉冲对Marx bank电路进行触发,以获得大电流窄脉冲,用于驱动半导体激光器.设计所得驱动器的峰值电流为12.5A、半峰全宽为1.51ns、重复频率为100kHz,实现了大幅度纳秒脉冲半导体激光驱动器的设计要求.结果表明,对触发脉冲的陡化,可以降低后一级Marx bank电路的雪崩电压,同时使得脉宽更窄,这将更加有利于驱动半导体激光器.     

一种新型50 MW全固态高压纳秒脉冲源设计

介绍一种输出功率50 MW的新型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计,提出了一种高压纳秒脉冲源线路功率合成设计实现新方法,并用实验证实了该方法的有效性和可行性,实现了全固态、高重频、高压、纳秒脉冲源的高功率输出,满足了实际应用需求.解决了输出功率50 MW全固态纳秒脉冲源设计实现方法、多个高压纳秒脉冲源的高精度同步(小于50 ps)、高稳定全固态高压纳秒脉冲源单源模块设计、系统设计的电磁兼容等关键技术问题.采用该线路功率合成新方法设计的高压纳秒脉冲源将为先进高性能小型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计提供基础技术支撑.     

电磁脉冲模拟器快前沿高压脉冲源设计

为给强电磁脉冲模拟器提供快前沿高电压能量以形成符合标准的强电磁脉冲环境,文章开展了对模拟器核心部件——700 kV高压双指数脉冲源的设计工作。基于Marx发生器和一级峰化技术,将脉冲压缩形成快前沿高压脉冲对天线负载放电,输出波形上升前沿小于2.5 ns,半高宽大于23 ns。通过电路仿真对比不同元件参数对脉冲源输出波形的影响,确定主要部件的参数设计目标后开展了高压脉冲源的设计和研制。详细介绍了脉冲源主要部件Marx发生器和峰化电路的设计过程、参数预估和测量情况,给出了脉冲源产生的双指数电压波形。试验结果表明,该快前沿高压脉冲源的输出波形满足设计指标,可以通过双锥天线在较大区域形成脉冲电场,用于强电磁脉冲环境模拟装置。     

基于雪崩三极管的新型并级联脉冲发射技术

针对雪崩三极管构成的Mark级联电路高幅值需要多级级联以及雪崩三极管制作工艺造成的多级电路不能同时触发等缺点,设计了一种特殊的并级联结构,使整个电路在临界雪崩电压值的直流电源供电条件下同时触发,产生信号质量明显优于同级数Marx电路的高幅值、窄脉宽的脉冲信号。文中对雪崩效应的原理进行分析,然后讲述雪崩三极管级联电路的工作原理,在此基础上介绍改进之后的并级联电路,并对其进行仿真分析和实物测试,可以得到上升沿1.9 ns、脉宽4.25 ns、幅值300 V左右的负脉冲,结果表明改进后的脉冲发生装置性能得到很好的改善。     

MHz高压脉冲电源的研究

针对均匀放电、生物医疗等高频纳秒脉冲的应用需求,文中设计了一款基于射频MOSFET(Metal Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)的高重频高压脉冲电源。脉冲电源的控制信号由FPGA(Field Programmable Gate Array)提供,并通过光纤进行传输,经驱动芯片放大后同步触发每一级放电管。驱动芯片采用电源模块隔离供电的方式来提供不同的地电位。放电管采用RCD(Residual Current Device)吸收电路来改善开关时刻的瞬时工况。分析和研究了最后一级隔离电感对放电管电压波形、负载电压波形的影响,并对Marx电路做出了改进。实验结果表明,在1 kΩ纯阻性负载上,该电源可在1 MHz重复频率下输出上升沿为40 ns、半高宽为100 ns以及电压幅值为1.1 kV的纳秒脉冲。实验验证表明该电源能够在高频高压状态下稳定工作,满足设计要求。     

纳秒上升时间Q开关高压脉冲发生器的设计

设计了一种基于Marx Bank Generator脉冲发生原理而设计的ns级上升沿调Q开关雪崩三极管高压脉冲发生器。它可以在20ns以内的时间在Nd:YAG激光器的电光调Q晶体（KD*P）两端加上1/4波高压，调Q时间由原来使用电子管时的90ns缩短为15ns以内，从而使输出脉冲的峰值功率由25mW增大至93mW，脉宽由16ns缩短为8ns。该调Q电路还具有体积小、功耗低、电磁辐射小、重复率高和工作寿命长等优点。     

用雪崩三极管电路生成高压负脉冲技术研究

雪崩效应因为能在极短时间内输出极大电流,常被用来设计高压脉冲电路。分析了利用雪崩三极管电路生成高压正脉冲的实现方案,并提出了改进的设计,接着分析了脉冲输出过程中负载回路的电流流向,通过改变信号输出点,设计了输出高压负脉冲的电路。电路输出的脉冲幅度达到了-200V,前沿约3.2ns。与相似结构的正脉冲电路相比,性能略有降低。同时对性能下降的原因进行了分析。     

基于Marx发生器的快速Q开关驱动电路设计

针对电光Q开关要求速度快的特点,提出基于Marx发生器的高压快速调Q驱动电路的设计方法。利用高压模块产生一级高压为并联电容充电,采用变压器隔离驱动8路MOS管。当触发信号引入时,功率MOS管导通使电容串联同时放电,从而电压倍增获得快速的高压脉冲。实验结果表明:通过该方法获得了上升沿12 ns,幅值3 000~4 000 V数字可调的高压脉冲波形。相比于传统脉冲变压器法的波形,上升时间减小了近35 ns。此调Q电路已应用于激光二极管（LD）泵浦的固体Nd:YAG激光器中,且长期稳定工作。     

超宽带极窄脉冲发生器的设计分析

讨论了双极性晶体管雪崩的工作原理,分析了采用级联双极性晶体管结构的超宽带极窄脉冲发生器的电路.通过实验获得的输出脉冲宽度为皮秒级的极窄脉冲,该脉冲的宽度,上升时间和幅度均较好地符合了极窄脉冲的要求.     

一种UWB雷达脉冲信号发生器的设计

介绍了UWB雷达的人体生命探测系统的工作原理,比较了几种窄脉冲产生方法的优缺点,详细分析了雪崩三极管原理,利用雪崩三极管的雪崩特性实现了超宽带雷达窄脉冲的产生。通过研究分析典型的脉冲产生电路,给出了产生人体生命探测系统的脉冲信号发生器的电路,最后由实验仿真结果可得,电路可生成脉宽为皮秒级的双极性脉冲,脉冲的峰-峰值达2...     

固体雪崩管快脉冲源的研制

固体雪崩管被触发工作在雪崩或二次击穿瞬间时能输出很大的脉冲峰值电流,且触发晃动和上升时间都很小,因此广泛用于制作重复频率低而脉冲功率高的快脉冲源。近几年研制了几种用于纳秒同步机的单管源,应用于产生较宽快沿方波,并且研制出微分波的多管串并联源,应用于纳秒高压产生器中触发氢闸管的多管串联源。     

雪崩晶体管在纳秒脉冲驱动电路中的应用

介绍了一种可用于半导体激光器、高速摄影、信号处理以及激光雷达的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体管的雪崩效应，通过两级雪崩晶体管阵列，得到了7ns、6A的大电流窄脉冲。并对触发脉冲的获得、电路板的印制进行了简要的介绍。     

雪崩晶体管在纳秒脉冲驱动电路中的应用

介绍了一种可用于半导体激光器、高速摄影、信号处理以及激光雷达的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体 管的雪崩效应,通过两级雪崩晶体管阵列,得到了7 ns、6 A的大电流窄脉冲。并对触发脉冲的获得、电路板的 印制进行了简要的介绍。     

一种基于双三极管并联的UWB 窄脉冲发生器

脉冲产生器是IR-UWB通信系统的重要组成模块之一。提出了一种高可靠性的窄脉冲发生电路。该脉冲产生电路基于并联的双射频三极管所产生的雪崩效应与LC电路阻尼原理,产生一阶微分高斯脉冲波形。双三级管的并联设计加速了雪崩效应,降低了工作电压,易于电路实现。当其中单只三极管损坏时,电路仍然可以依靠另一只进行工作。实验测试结果表明：该电路所产生的脉冲峰峰值约为12.88V,脉冲宽度约为1.6ns,可以用于IR-UWB通信系统。     

基于雪崩三极管的高重频高稳定度脉冲源研究

基于雪崩三极管的脉冲源具有稳定度高、脉冲窄、上升时间短等优点,分析了雪崩三极管脉冲源稳定度的影响因素。采用适当的优化措施提高了稳定度指标,设计了高稳定度的雪崩三极管脉冲源,脉冲峰值电压1500V(50Ω负载),脉冲宽度1ns,上升时间200ps,具有很高的稳定度指标:短时抖动小于30ps,长时漂移小于100ps/min,峰值电压和脉冲宽度抖动小于1%。通过对改进脉冲电路的充电形式,实现了重复频率为60kHz的脉冲输出。     

冷阴极闸流管激光脉冲削波器

本文报导由冷阴极闸流管产生高压脉冲的激光脉冲削波器。采用光电信号悬浮输入的雪崩管触发电路和脉冲预燃工作方式,成功地实现了对调Q激光脉冲的削波,获得前沿为1.8毫微秒、宽度可变的光脉冲。     

高重复频率纳秒级脉冲发生器研究

为实现高重复频率纳秒级脉冲输出,提出了采用射频功率MOSFET,基于感应叠加拓扑的脉冲发生器。脉冲发生器采用15个模块化组件,每个组件输出670 V/50 A 脉冲,每个组件的输出脉冲在感应变压器次级串联叠加,得到10 kV/50 A 高压脉冲。为实现脉冲前沿小于5 ns,必须尽量降低脉冲变压器漏感以及组件和系统的回路电感。感应脉冲变压器采用圆柱形同轴结构,初次级均为单匝,并且和脉冲发生器单元一体化设计,以减小漏感以及组件分布电感。采用大功率驱动电路和同步触发器,实现MOSFET 开关的快速导通和关断,以及触发的一致性。仿真结果显示设计能够满足指标要求。