百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究

• 作者: 宋法伦 张恺烨 朱明冬 李飞 甘延青 金晓 龚海涛
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 紧凑化 非均匀脉冲形成 双电容 近方波波形 电路仿真
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 脉冲功率技术
• 页码范围: 117-122
• 页数: 6页
• 分类号: TN782|TM832
• 字数: 3602字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201830.170346

摘要

基于高功率脉冲功率系统小型化和模块化发展要求,研制了一种集储能和脉冲形成功能为一体的脉冲形成模块.通过发展非均匀脉冲形成技术,成功将传统脉冲形成网络的级数降至两级,并保持其输出波形为近方波,大幅降低了近方波脉冲形成模块的体积重量.模块内部电容采用串联分压结构以提高其耐电压值,采用折叠式薄膜电容以提高其储能密度,结合薄膜/变压器油混合绝缘方式,实现了紧凑化、耐高压设计.利用PSpice电路仿真,结合最坏情况模拟等方法,分析了模块内部电参数对其输出特性的影响,并进行了实验验证.模块耐电压值可达120 kV,单次储能密度高达41 kJ·m-3,可输出脉宽约180 ns的近方波高压脉冲.该模块将传统需要五级以上的脉冲形成网络的实际应用发展到两级,有利于实现多级高压方波Marx系统的紧凑化、模块化设计.