程控高压纳秒级电磁脉冲源设计

研制了一种8 kV等级的高压触发放电开关,基于该触发开关设计了一种小型化、程控双指数波高压电磁脉冲源。利用PSpice软件仿真分析了开关杂散参数对输出波形的影响,分析了陡化电容的作用和最优参数,优化了电路设计,实验装置的实测峰值达到8 kV、前沿小于2.8 ns。     

高准确度可程控延迟快前沿外触发脉冲信号源的设计

针对传统设计的快前沿延迟脉冲信号源存在延迟时间调整范围小的主要缺陷，提出了一种基于特殊专用集成电路和计算机控制技术为核心的设计方法，实现了快前沿脉冲延迟时间可根据用户需要在0～250ns和0～999μs范围内任意设置的目标。     

基于移相控制的全固态高压脉冲电源设计

针对传统高压脉冲的功率器件耐压值有限,电压等级难以提升,效率低的缺陷,提出了一种基于移相控制技术的全固态高压脉冲电源。充电电源部分采用移相控制ZVS PWM全桥变换电路,减小开关损耗;高压脉冲电路以全固态IGBT作为主开关器件,不仅能提升电压等级,还能对脉冲宽度和频率进行调节。实验结果表明,输出脉冲电压最大值为10 kV,具有纳秒级陡峭前沿,且频率、脉宽均可调。     

两级串联式电光开关高压快脉冲源的研制

研制了一种纳秒级同步延时的两级串联式电光开关高压快脉冲源,它具有延时精度高且可调、稳定性好、体积小且成本低的优点。在开关器件两端并联一个高压大电流快速开关二极管,有效地抑制了高压快速放电瞬间引线电感引起的过冲及振荡;采用光电隔离器将低压延时电路与高压开关电路隔离,防止了高压脉冲对低压延时信号的干扰;高压脉冲高电平最大值为1200 V,下降沿约为9 ns,零电平宽度在200 ns～15μs之间可调,同时两路高压脉冲相对时间抖动小于1 ns;两级电光开关串联通过腔外光学斩波将连续激光转化成了双快沿脉冲,其上升沿和下降沿均在10 ns左右,重复频率和脉宽分别在1～10 kHz和10～100 ns内范围连续可调。     

并联双晶体高速削波快脉冲源的设计

设计了一种并联双晶体高速快脉冲源,用于激光物理实验中预脉冲的高速削波。该削波脉冲源采用升压工作模式,由光电转换模块、高压电源模块、开关器件及电路等部分组成。光电转换模块将光信号转变为开关通断信号,用于控制高压脉冲输出;集成的高压电源模块和开关器件简化了电路设计,增加了该电源的可靠性;设计合理的开关电路和元件参数,保证稳定输出符合要求的高压脉冲波形。该快脉冲源的输出脉冲幅度大于4 000 V,下降沿小于10 ns,时间抖动小于1 ns,已成功用于激光物理实验预脉冲的削波。     

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。     

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。     

圆柱形空芯高压脉冲变压器参数分析

描述了圆柱形空芯高压脉冲变压器的用途,着重介绍其主要参数的公式推导过程,为该类变压器的工程设计提供了理论基础.     

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。     

高压脉冲轨道电路系统稳压电源的设计研究

基于对高压脉冲系统器材改进、优化的目的,对高压脉冲发码器中电源进行重新设计.采用非线性电感与线性电容形成铁磁谐振的方式,结合稳压变压器在高压脉冲轨道电路系统中的电磁工作状态,使稳压器输入从176~253 V变化时,其输出电压不低于空载额定值的97%.     

基于TLT的高频高压脉冲源研制

文章研究了TLT的相关机理,着重对四阶TLT进行了详细分析与研究,并设计与制作了四阶TLT,最后通过相关实验验证,成功实现了四阶TLT的理想增益以及400KHz下的高压脉冲输出.     

基于雪崩晶体管产生快沿脉冲的电路参数分析

利用雪崩晶体管组成Marx电路可以产生快沿双指数脉冲,为了找出电路参数对脉冲波形的影响。建立了放电回路等效电路,利用Pspice软件对电路参数影响脉冲波形问题进行了仿真分析,利用设计的三级Marx电路进行了试验验证。通过理论计算、仿真以及试验研究表明充电电压、充电电容、负载电阻主要影响脉冲峰值和脉宽,在一定限度内,充电电压、充电电容越大,峰值电压越高,脉宽越宽,负载电阻变大,脉宽变宽。这为脉冲源设计中元器件的选取以及脉冲波形调节措施研究提供了依据。     

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.     

高压隔离脉冲变压器设计探讨

介绍了高压隔离脉冲变压器对铁心材料的要求及低Br超微晶合金磁性能对脉冲波形各参数内在的关系，并简单叙述应用和实验结果。     

1kV/800kHz亚纳秒脉冲发生器设计

提出了以雪崩管作为主开关利用Marx线路来产生高重频高压窄脉冲的方法。分析了雪崩管电路特性,提出了Marx线路下高重频运行时器件的设计要求及印制电路板( PCB)布线设计建议。研制了一台高重频高压亚纳秒脉冲源发生器装置,该装置结构紧凑,在50Ω负载系统下,能输出幅度为1 kV、重复频率为800 kHz、脉宽为500 ps的脉冲。在常温风冷下,该设备可长时间稳定运行。     

精密长延迟纳秒高压脉冲源

介绍一种为大电流开关点火的精密长延迟纳秒高压脉冲源的研制。采取低压固体电路与大小氢闸管电路的合理配置，较好地解决了精密长延迟和高压脉冲输出时低延迟时间晃动的难点。该源具有延迟时间晃动小和可调的精密长时间延迟、上升时间小和幅度大的脉冲输出、抗强脉冲干扰等特性。     

基于固体开关器件的新型高压脉冲驱动源

从MOSFET的开关基理,以仿真与电路实验相结合的方法,研究出了MOSFET栅极的"过"驱动技术,以此来提高MOSFET的开关速度。并结合多个MOSFET的串并联的级联技术,采用多管串联方法来提高脉冲源的输出脉冲幅度,采用多管并联方法来提高脉冲源的其输出脉冲功率,从而得到较大的脉冲宽度。在此研制出了输出脉冲幅度大于4kV、前沿小于10ns、脉冲宽度大于100ns的高压快脉冲源。     

5kV重复频率高压脉冲电源设计

针对毛细管放电X线激光的研究中气体预电离对电源的要求,设计一种重复频率的高压脉冲电源。采用可调直流高压电源和储能电容器作为能源系统,利用固体开关作为主放电开关控制脉冲宽度和频率,最后通过脉冲变压器升压在负载上得到所需的电压脉冲。整个系统利用计算机和数据采集控制卡实现程控。实验结果表明5kV重复频率高压脉;中电源的最终输出脉冲电压范围为3-5kV可调：脉冲宽度范围为2-20μs可调：脉冲频率范围为1～200Hz可调;脉冲电流最大100A。     

用于调Q的高压、超快脉冲发生器

为得到用于调Q的高速高压脉冲,介绍一种基于Max Bank原理的纳秒脉冲发生器设计及实现.电路分两级组成,第一级是经74LS123整形过的脉冲触发单管产生顸雪崩级脉冲,第二级采用级联雪崩晶体管串.电路板采用微带线结构,通过同轴脉冲形成线,对脉冲形状进行优化.最终获得输出阻抗50 Ω,脉冲峰峰值1.48 kV,脉冲前沿为200 ps的高压,高速大电流脉冲.同时对晶体管的选择、触发脉冲的产生也做了介绍,对PCB板的设计中应注意的问题做了相应的说明.     

5 kV重复频率高压脉冲电源设计

针对毛细管放电X线激光的研究中气体预电离对电源的要求,设计一种重复频率的高压脉冲电源.采用可调直流高压电源和储能电容器作为能源系统,利用固体开关作为主放电开关控制脉冲宽度和频率,最后通过脉冲变压器升压在负载上得到所需的电压脉冲.整个系统利用计算机和数据采集控制卡实现程控.实验结果表明5 kV重复频率高压脉冲电源的最终输出脉冲电压范围为3～5 kV可调;脉冲宽度范围为2～20 μs可调;脉冲频率范围为1～200 Hz可调;脉冲电流最大100 A.