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百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究

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李飞, 张恺烨, 朱明冬, 宋法伦, 金晓, 甘延青, 龚海涛. 2018: 百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究, 强激光与粒子束, 30(8): 117-122. doi: 10.11884/HPLPB201830.170346
引用本文: 李飞, 张恺烨, 朱明冬, 宋法伦, 金晓, 甘延青, 龚海涛. 2018: 百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究, 强激光与粒子束, 30(8): 117-122. doi: 10.11884/HPLPB201830.170346
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Li Fei, Zhang Kaiye, Zhu Mingdong, Song Falun, Jin Xiao, Gan Yanqing, Gong Haitao. 2018: High-voltage pulse forming module with hundreds-nanosecond quasi-squared output pulse, High Power Lase and Particle Beams, 30(8): 117-122. doi: 10.11884/HPLPB201830.170346
Citation: Li Fei, Zhang Kaiye, Zhu Mingdong, Song Falun, Jin Xiao, Gan Yanqing, Gong Haitao. 2018: High-voltage pulse forming module with hundreds-nanosecond quasi-squared output pulse, High Power Lase and Particle Beams, 30(8): 117-122. doi: 10.11884/HPLPB201830.170346
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百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究

  • 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,高功率微波技术重点实验室,四川 绵阳 621900

  • 哈尔滨工业大学 先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨,150001

High-voltage pulse forming module with hundreds-nanosecond quasi-squared output pulse

  • 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.
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出版历程
  • 刊出日期:  2018-08-30

百纳秒近方波高压脉冲形成模块的设计与实验研究

  • 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,高功率微波技术重点实验室,四川 绵阳 621900
  • 哈尔滨工业大学 先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨,150001

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.

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