紧凑型可重复运行的高功率纳秒脉冲源 被引量：15

1

作者 王庆峰 高国强 +2 位作者 张政权 刘庆想 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期956-960,共5页

讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉... 讨论了一种低阻抗、高储能密度、可输出中等高压的百ns脉冲形成技术,其输出波形质量较好;采用磁感应电压叠加技术将该脉冲形成装置输出的中等高压脉冲叠加到应用需求的高电压高功率脉冲。研究表明单个感应模块可在2.8Ω的负载上获得脉冲宽度为220ns,前沿为50ns的中等高压脉冲。 展开更多

关键词 高功率纳秒脉冲源 Marx发生器 脉冲形成线 脉冲形成网络 TESLA变压器 直线变压器驱动源 高功率开关

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脉冲形成网络的设计与实验研究 被引量：13

2

作者 王庆峰 高国强 +2 位作者 刘庆想 张政权 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期531-535,共5页

采用陶瓷无感电容器作为储能介质,设计了一种低阻抗高储能密度的中等高压脉冲形成网络。该脉冲形成网络采用无感陶瓷电容器作为储能介质,每一个电容器的容值为1.7 nF。电容器采用相对介电常数较高的钛酸钡作为材料,单个电容器的直径为6... 采用陶瓷无感电容器作为储能介质,设计了一种低阻抗高储能密度的中等高压脉冲形成网络。该脉冲形成网络采用无感陶瓷电容器作为储能介质,每一个电容器的容值为1.7 nF。电容器采用相对介电常数较高的钛酸钡作为材料,单个电容器的直径为6 cm、高度为4 cm,该电容器在变压器油中的工作电压可以达到50 kV。实验结果表明,设计的单线型中等高压脉冲形成网络可在1Ω的匹配负载上获得半高宽220 ns,前沿为40 ns的高压脉冲,能很好满足脉冲功率系统小型化的应用要求。实验研究还表明,设计的低阻抗Blum-lein型脉冲形成网络,在工作电压为44 kV时可在2.5Ω的低阻抗负载上获得脉宽230 ns,前沿约为50 ns的脉冲。 展开更多

关键词 高功率微波 脉冲形成线 脉冲形成网络 陶瓷电容 低阻抗负载

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直线变压器驱动源两单元模块实验研究 被引量：5

3

作者 王庆峰 刘庆想 +3 位作者 李相强 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期789-792,共4页

基于脉冲成形加感应叠加技术路线是实现脉冲功率小型化的重要发展方向之一。介绍了设计的直线变压器驱动源单元模块结构,每一单元模块馈入阻抗为2.5Ω、脉冲宽度为200ns的高压脉冲,两个模块输出的高压脉冲经过阴极杆感应叠加后输出至负... 基于脉冲成形加感应叠加技术路线是实现脉冲功率小型化的重要发展方向之一。介绍了设计的直线变压器驱动源单元模块结构,每一单元模块馈入阻抗为2.5Ω、脉冲宽度为200ns的高压脉冲,两个模块输出的高压脉冲经过阴极杆感应叠加后输出至负载。实验结果表明:在工作电压40kV、重复频率20Hz及40Hz条件下,两个单元模块经磁芯感应叠加后输出波形的抖动约为2ns,波形质量与脉冲形成网络直接对匹配负载放电时十分吻合,且各次波形的重复性、一致性较好。 展开更多

关键词 脉冲形成网络 直线变压器驱动源 两单元模块 抖动

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脉冲形成网络能量传递效率分析 被引量：5

4

作者 王庆峰 刘庆想 +3 位作者 高国强 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期515-518,共4页

采用无感陶瓷电容器作为储能介质,相邻电容器采用宽度为2 cm、厚度为0.2 cm的金属铝条相连接,设计了2.5Ω,200 ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络。理论计算表明,当频率等于2.5 MHz时,相邻电容器之间导线的高频电阻约为3.2 mΩ;基于Pspic... 采用无感陶瓷电容器作为储能介质,相邻电容器采用宽度为2 cm、厚度为0.2 cm的金属铝条相连接,设计了2.5Ω,200 ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络。理论计算表明,当频率等于2.5 MHz时,相邻电容器之间导线的高频电阻约为3.2 mΩ;基于Pspice仿真软件的模拟结果表明,设计的脉冲形成网络能量传递效率可以达到94.92%;实验研究结果表明,在2.6Ω负载条件下,该脉冲形成网络的电压传递效率约为93.53%,能量传递效率约为93.22%。实验结果与理论分析结果基本吻合。 展开更多

关键词 脉冲形成网络 能量传递效率 损耗 紧凑型

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直线型变压器磁芯伏秒特性与层间绝缘关系 被引量：2

5

作者 王庆峰 刘庆想 +2 位作者 高国强 张政权 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2933-2936,共4页

理论分析表明,磁芯的层间电压与带材厚度、带材宽度、加载在磁芯两端的工作电压成正比,与磁芯的有效截面积成反比。实验研究表明磁芯在处理过程中自然形成的氧化膜的耐压能力可以达到3.0～3.6V。当层间电压大于磁芯层间所能承受的最大... 理论分析表明,磁芯的层间电压与带材厚度、带材宽度、加载在磁芯两端的工作电压成正比,与磁芯的有效截面积成反比。实验研究表明磁芯在处理过程中自然形成的氧化膜的耐压能力可以达到3.0～3.6V。当层间电压大于磁芯层间所能承受的最大电压时,负载上输出波形将出现拐点,导致磁芯的磁感应强度利用率不能达到设计值。在实际应用中,可以通过减小带材宽度等方法,控制磁芯层间电压在3V以内,从而提高加载在磁芯两端的工作电压,充分利用磁芯磁感应增量至其最大值。 展开更多

关键词 磁芯 层间耐压 直线型变压器 有效截面积 氧化膜 能量效率

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高频高变比脉冲变压器耦合固态刚管调制器 被引量：3

6

作者 张政权 刘庆想 +1 位作者 王庆峰 李相强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期257-262,共6页

调制器输出脉冲宽度存在两种模式,输出脉冲宽度为10μs时,工作频率0～8 kHz可调,输出脉冲宽度为200 μs时,工作频率0～400 Hz可调.为了实现了调制器的小型化,初级电压设计为700 V,初级储能电容可采用高储能密度的电解电容,且可降低绝缘... 调制器输出脉冲宽度存在两种模式,输出脉冲宽度为10μs时,工作频率0～8 kHz可调,输出脉冲宽度为200 μs时,工作频率0～400 Hz可调.为了实现了调制器的小型化,初级电压设计为700 V,初级储能电容可采用高储能密度的电解电容,且可降低绝缘栅双极晶体管（IGBT）串联的风险,次级输出电压为70kV,采用变比为100的脉冲变压器.概述其各个组成部分及其工作原理,重点对IGBT固态开关的驱动、保护电路、损耗和吸收回路进行了分析讨论,并对高变比的变压器进行了理论分析.对调制器进行了实验测试,脉冲前沿2.2μs,脉冲后沿1.65 μs,过冲小于7％,脉冲顶降小于1％. 展开更多

关键词 调制器 脉冲变压器 绝缘栅双极晶体管 固态开关

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触发时序对直线型脉冲变压器输出参数的影响 被引量：2

7

作者 刘鹏 孙凤举 +4 位作者 尹佳辉 梁天学 姜晓峰 刘志刚 邱爱慈 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1397-1401,共5页

利用通用电路模型程序Pspice,建立了包含60级感应腔串联的单路直线型脉冲变压器(LTD)电路模型,次级传输线采用去离子水绝缘,计算分析了感应腔触发时序对LTD输出参数的影响。结果表明,控制触发时序能够显著改变LTD型驱动源的输出参数。... 利用通用电路模型程序Pspice,建立了包含60级感应腔串联的单路直线型脉冲变压器(LTD)电路模型,次级传输线采用去离子水绝缘,计算分析了感应腔触发时序对LTD输出参数的影响。结果表明,控制触发时序能够显著改变LTD型驱动源的输出参数。当控制触发时序使得各级感应腔内的开关在闭合前承受一定过电压时,LTD输出电流比单级感应腔同等条件下的输出电流具有更短前沿和更高幅值。假定LTD开关过压击穿电压为400 kV,通过触发时序的优化可提高LTD装置输出性能:前沿从56.5 ns减少至12.5ns,峰值从1 018 kA提高至1 340 kA。 展开更多

关键词 快放电直线型变压器驱动源 触发时序 感应腔 上升时间 峰值电流

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环形脉冲变压器分布电容优化设计及实验 被引量：2

8

作者 王庆峰 刘庆想 +1 位作者 张政权 李相强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期294-298,共5页

基于高变比脉冲变压器开展全固态调制器研究,输出电压为70kV、输出脉冲为200μs。研究了次级均匀绕制时环形结构脉冲变压器初次级间分布电容,给出了初次级间等效分布电容与静态分布电容的关系。在此基础上,从能量存储角度推导了次级非... 基于高变比脉冲变压器开展全固态调制器研究,输出电压为70kV、输出脉冲为200μs。研究了次级均匀绕制时环形结构脉冲变压器初次级间分布电容,给出了初次级间等效分布电容与静态分布电容的关系。在此基础上,从能量存储角度推导了次级非均匀绕制时初次级间等价分布电容与静态分布电容的关系表达式。基于理论分析对设计研制的脉冲变压器分布电容开展了实验研究,结果表明,采用非均匀绕制方式脉冲变压器动态分布电容减小30%,在脉冲变压器变比为1∶100时实现输出脉冲前沿2.5μs,过冲4.3%。 展开更多

关键词 脉冲变压器 分布电容 漏感 前沿 过冲 非均匀分布

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开关抖动对直线变压器驱动源波形叠加的影响 被引量：2

9

作者 王庆峰 刘庆想 +2 位作者 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期701-704,共4页

以正态分布作为开关延时的数学模型,讨论了多路开关同步工作时,开关抖动、单路输出波形前沿对直线变压器驱动源多路波形叠加的影响。模拟研究结果表明:开关抖动对输出波形前沿的影响与单路输出波形的质量有关,单路波形前沿越小,开关抖... 以正态分布作为开关延时的数学模型,讨论了多路开关同步工作时,开关抖动、单路输出波形前沿对直线变压器驱动源多路波形叠加的影响。模拟研究结果表明:开关抖动对输出波形前沿的影响与单路输出波形的质量有关,单路波形前沿越小,开关抖动对感应叠加后输出波形前沿影响越明显。考虑4路同步工作的开关抖动为5 ns,单路波形前沿由10 ns增大到80 ns,感应叠加后输出波形前沿平均增量由6.7 ns减小为1.7 ns,因此当单路输出波形前沿较大时追求开关抖动小的意义不大。 展开更多

关键词 抖动 脉冲前沿 直线变压器驱动源 同步工作

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高变比脉冲变压器固态调制器的研制 被引量：2

10

作者 王庆峰 刘庆想 +1 位作者 张政权 李相强 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期72-76,共5页

固态半导体开关串联使用时要求均压和信号同步,导致固态半导体调制器的可靠性及稳定性降低.为解决该问题,对基于高变比脉冲变压器耦合全固态刚管调制器的设计原理、拓扑结构开展了研究.基于脉冲变压器等效电路模型,利用拉普拉斯变换法... 固态半导体开关串联使用时要求均压和信号同步,导致固态半导体调制器的可靠性及稳定性降低.为解决该问题,对基于高变比脉冲变压器耦合全固态刚管调制器的设计原理、拓扑结构开展了研究.基于脉冲变压器等效电路模型,利用拉普拉斯变换法分析了脉冲变压器分布参数对输出波形的影响,并根据系统设计指标要求计算出过冲特征系数和上升时间系数,进而对脉冲变压器结构进行了优化设计.研究结果表明,输出波形的前沿与漏感和分布电容的乘积成正比,其过冲与漏感和分布电容的比值成正比;优化后脉冲变压器的变比从原来的1∶30提高到1∶70,其初级电压仅需1 k V即可达到设计要求,且保证了漏感和分布电容满足系统的需求.在此基础上研制的高变比脉冲变压器固态调制器在工作电压70 k V、负载阻抗1.4 kΩ、脉冲宽度100μs的条件下,实现输出脉冲前沿2.8μs、脉冲后沿2μs,达到系统设计要求,且在100 Hz满功率条件下实现长时间稳定运行. 展开更多

关键词 调制器 脉冲变压器 分布电容 漏感 高变比 前沿

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纳米晶磁芯恒定磁化速率磁性能参数 被引量：1

11

作者 王庆峰 刘庆想 +3 位作者 李相强 高国强 张政权 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1225-1228,共4页

设计加工了一套可用于测量环形磁芯在8～12T/μs恒定磁化速率下脉冲性能的实验平台,该实验装置主要包括脉冲形成网络、放电开关、匹配负载及被测磁芯。基于该平台对国产的铁基纳米晶磁芯的磁化曲线进行了测试,得到了铁基纳米晶磁芯在200... 设计加工了一套可用于测量环形磁芯在8～12T/μs恒定磁化速率下脉冲性能的实验平台,该实验装置主要包括脉冲形成网络、放电开关、匹配负载及被测磁芯。基于该平台对国产的铁基纳米晶磁芯的磁化曲线进行了测试,得到了铁基纳米晶磁芯在200～300ns范围内的损耗和非饱和脉冲导磁率。实验结果表明:铁基纳米晶磁芯的相对脉冲导磁率随着磁感应增量增大及工作脉宽减小而减小,磁芯损耗则逐渐增大。 展开更多

关键词 纳米晶磁芯 恒定磁化速率 相对脉冲导磁率 磁化曲线 磁芯损耗

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低阻抗脉冲形成网络引线电感的模拟及实验研究 被引量：1

12

作者 王庆峰 刘庆想 +2 位作者 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1697-1700,共4页

对2.5Ω,200ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络进行3维建模,利用有限元仿真软件,分别采用静电场分析方法及高频分析方法对开关端、负载端的电感进行模拟研究,结果表明:随着工作频率增大,引线电感值逐渐减小,工作频率为2.5MHz时,引线内电... 对2.5Ω,200ns低阻抗Blumlein型脉冲形成网络进行3维建模,利用有限元仿真软件,分别采用静电场分析方法及高频分析方法对开关端、负载端的电感进行模拟研究,结果表明:随着工作频率增大,引线电感值逐渐减小,工作频率为2.5MHz时,引线内电感可以忽略不计。此时模拟得到的引线电感要比静态模拟结果小10nH左右;两个开关并联工作时不仅要考虑引线自身的电感,还要考虑同步导通时互感的影响,且互感达到了自感的1/4。使用Pspice软件对模拟结果进行仿真,采用电磁屏蔽后输出波形前沿相对于屏蔽前输出波形前沿要小2.1ns。实验研究结果表明,采用电磁屏蔽前后输出波形的前沿分别为68.8,65.2ns,减小量与模拟结果基本吻合。 展开更多

关键词 脉冲形成网络 低阻抗 引线电感 脉冲前沿 有限元法

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矩阵拓扑结构脉冲变压器 被引量：1

13

作者 王庆峰 刘庆想 +1 位作者 张政权 李相强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期274-278,共5页

基于集中参数模型分析了脉冲变压器分布参数、变比、负载阻抗等对输出波形前沿和过冲的影响。在此基础上对传统脉冲变压器、矩阵变压器的分布参数进行了分析对比,分析结果表明相对于传统脉冲变压器,矩阵变压器可获得更小的漏感值,但分... 基于集中参数模型分析了脉冲变压器分布参数、变比、负载阻抗等对输出波形前沿和过冲的影响。在此基础上对传统脉冲变压器、矩阵变压器的分布参数进行了分析对比,分析结果表明相对于传统脉冲变压器,矩阵变压器可获得更小的漏感值,但分布电容将有所增大。设计建造了两台变比分别为1∶60,1∶120传统脉冲变压器及变比为1∶120的矩阵变压器,实验研究表明矩阵变压器可获得更小的上冲特征系数,其分布参数与理论分析结果相吻合。 展开更多

关键词 矩阵变压器 分布电容 漏感 变比 前沿 过冲

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直线变压器驱动源磁芯能量传递效率 被引量：1

14

作者 高国强 王庆峰 +1 位作者 刘庆想 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期211-215,共5页

磁芯是直线变压器驱动源(LTD)的关键部件之一,起着初、次级能量传递和次级电压感应叠加的作用,磁芯的能量传递效率对LTD系统的效率、体积和重量影响显著。对LTD系统中影响磁芯能量传递效率的原因进行了初步的分析,并利用Pspice软件的非... 磁芯是直线变压器驱动源(LTD)的关键部件之一,起着初、次级能量传递和次级电压感应叠加的作用,磁芯的能量传递效率对LTD系统的效率、体积和重量影响显著。对LTD系统中影响磁芯能量传递效率的原因进行了初步的分析,并利用Pspice软件的非线性磁芯模型对磁芯的工作过程和损耗进行了模拟计算,最后对LTD磁芯的能量传递效率进行了初步的实验研究,在工作电压为20kV时、脉宽约220ns时,在2.8Ω负载上获得了大于60%的能量传递效率。 展开更多

关键词 直线变压器驱动源 磁芯 涡流损耗 能量传递效率

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低阻抗Blumlein型脉冲形成网络设计与实验 被引量：4

15

作者 张艳 《测控技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期77-78,84,共3页

脉冲形成网络(PFN)是产生宽度上百纳秒甚至更长脉冲的主要技术途径之一。设计了一种低阻抗Blumlein型脉冲形成网络,该脉冲形成网络采用陶瓷电容器作为级电容,铜条作为级电感,通过将两路阻抗为20Ω的Blumlein型脉冲形成网络并联,使一个... 脉冲形成网络(PFN)是产生宽度上百纳秒甚至更长脉冲的主要技术途径之一。设计了一种低阻抗Blumlein型脉冲形成网络,该脉冲形成网络采用陶瓷电容器作为级电容,铜条作为级电感,通过将两路阻抗为20Ω的Blumlein型脉冲形成网络并联,使一个网络单元模块的输出阻抗为10Ω。实验结果表明,设计的Blulein型脉冲形成网络单元可在10Ω负载上获得半高宽约200 ns,前沿约为50 ns,平顶约为110 ns的高压脉冲。 展开更多

关键词 脉冲形成网络 Blumlein型脉冲形成网络 低阻抗 陶瓷电容 铜条

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负载阻抗对直线变压器驱动源传递效率的影响

16

作者 王庆峰 刘庆想 +2 位作者 张政权 徐远灿 胡克松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1687-1691,共5页

从理论及模拟仿真分析了负载阻抗变化对双线型脉冲形成网络直接给负载放电,以及通过直线变压器(LTD)给负载放电时电压传递效率、能量传递效率以及峰值功率传递效率的影响。基于设计加工的LTD单元模块实验平台,通过调节水电阻负载阻值进... 从理论及模拟仿真分析了负载阻抗变化对双线型脉冲形成网络直接给负载放电,以及通过直线变压器(LTD)给负载放电时电压传递效率、能量传递效率以及峰值功率传递效率的影响。基于设计加工的LTD单元模块实验平台,通过调节水电阻负载阻值进行了一系列实验。实验研究结果表明:当负载阻值基本与双线型脉冲形成网络的阻抗2.5Ω相匹配时,可获得最大能量传递效率80.5%,此时电压传递效率、峰值功率传递效率分别为84.1%,73.9%;增大负载阻抗至3.4Ω时,可实现99.0%的电压传递效率,而能量传递效率、峰值功率传递效率仅减小3.5%,0.3%。根据对实验结果的分析可知,通过增大负载阻抗可以有效地提高系统的电压传递效率,且当负载阻抗变化不是太大时,对系统的能量传递效率以及峰值功率传递效率影响较小。 展开更多

关键词 负载阻抗 传递效率 直线变压器 脉冲形成网络 紧凑化

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BEPCⅡLINAC束流光学匹配及轨道校正计算研究

17

作者 刘渭滨 王书鸿 +1 位作者 黄楠 顾鹏达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期121-124,共4页

　北京正负电子对撞机直线注入器(BEPCⅡLINAC)的升级改进要求建立束流光学匹配计算和轨道校正系统,为此对束流光学匹配计算和轨道校正计算的方法进行了研究,并采用VC++语言编写了相应的程序,利用最小二乘法原理进行了束流光学匹配计算... 　北京正负电子对撞机直线注入器(BEPCⅡLINAC)的升级改进要求建立束流光学匹配计算和轨道校正系统,为此对束流光学匹配计算和轨道校正计算的方法进行了研究,并采用VC++语言编写了相应的程序,利用最小二乘法原理进行了束流光学匹配计算,模拟了束流轨道校正,取得了较为理想的结果。 展开更多

关键词 轨道校正 最小二乘法 四极磁铁 校正子

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紧凑型脉冲成形模块的设计与实验研究 被引量：6

18

作者 康强 李名加 +4 位作者 王朋 谭杰 罗敏 张北镇 向飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期6-9,共4页

采用了人工线、开关和直线变压器结构一体化的设计方法,为重复运行的长脉冲直线变压器驱动源(LTD)装置研制了一种紧凑型低阻抗脉冲成形模块。为优化空间结构、减小分布参数、提高波形质量,脉冲单模块由两条20ΩBlumlein脉冲成形网络(PFN... 采用了人工线、开关和直线变压器结构一体化的设计方法,为重复运行的长脉冲直线变压器驱动源(LTD)装置研制了一种紧凑型低阻抗脉冲成形模块。为优化空间结构、减小分布参数、提高波形质量,脉冲单模块由两条20ΩBlumlein脉冲成形网络(PFN)并联储能,人工线采用相向L型布局,通过一个同轴开关同步放电,分两路向直线变压器初级线圈对称馈入快前沿的高压电脉冲。为了进一步减小线路电感,缩短脉冲前沿,研制了新型的嵌入式激光触发开关。与同轴开关相比,引线长度缩短了一半,脉冲前沿减小了10%。两级LTD模块实验装置在18.5Ω负载上获得了电压240 kV、半宽180 ns的脉冲输出,重复频率可达25 Hz。 展开更多

关键词 直线变压器驱动源 脉冲成形模块 脉冲成形网络 激光触发开关 直线变压器

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