高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源制造技术

本发明专利技术提供了一种高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源，属于高功率脉冲功率源领域。本发明专利技术通过高压直流电源将电容充电至初始电压，然后通过触发电缆给场畸变开关馈入触发信号，使场畸变开关导通，电容器通过在外金属筒内设置的电感和电容对电爆炸丝放电，通过电爆炸丝长度和并联根数的优化选择使得在电爆炸丝内电流达到峰值附近时电爆炸丝爆炸断开，使得电流切换到负载上，由于电感两端电流不能突变，而且电容器有续流的作用，使得负载上可以得到数倍于初始电压的方波脉冲输出。输出电极与负载间的间隙可以起到锐化波形前沿的作用。本发明专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源具有结构简单、单位体积功率密度高、易于紧凑化设计，能输出方波脉冲等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源，属于高功率脉冲功率源领域。本专利技术通过高压直流电源将电容充电至初始电压，然后通过触发电缆给场畸变开关馈入触发信号，使场畸变开关导通，电容器通过在外金属筒内设置的电感和电容对电爆炸丝放电，通过电爆炸丝长度和并联根数的优化选择使得在电爆炸丝内电流达到峰值附近时电爆炸丝爆炸断开，使得电流切换到负载上，由于电感两端电流不能突变，而且电容器有续流的作用，使得负载上可以得到数倍于初始电压的方波脉冲输出。输出电极与负载间的间隙可以起到锐化波形前沿的作用。本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源具有结构简单、单位体积功率密度高、易于紧凑化设计，能输出方波脉冲等优点。【专利说明】高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源
本专利技术属于高功率脉冲功率源领域，具体涉及一种高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源，可应用于有较高小型化、紧凑化设计要求的情况下产生高功率方波脉冲。
技术介绍
在脉冲功率
，小型化、紧凑化是重要的发展方向之一。电感加电爆炸丝开关断路开关型脉冲功率源是常用的紧凑型脉冲功率源，具有结构简单、单位体积功率密度高、易于紧凑化设计等优点，但是其输出波形为三角波，不利于驱动高功率微波源等负载。
技术实现思路
为了克服电感加电爆炸丝开关断路开关型脉冲功率源输出波形为三角波的不足，本专利技术提供一种高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源。本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源相对电感加电爆炸丝开关断路开关型脉冲功率源具有能够输出高功率方波脉冲的优点，而且结构简单、单位体积功率密度高、易于紧凑化设计，可用于有较高小型化、紧凑化设计要求的情况下产生高功率方波脉冲。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源，其特点是，所述的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源包括电容器、外金属筒，其中外金属筒内设置有场畸变开关、电感1、电感I1、电感II1、电容1、电容I1、电容III;其连接关系是，所述的外金属筒的左法兰与电容器的右法兰固定密封连接，外金属筒的右法兰与负载的左法兰固定密封连接；所述的电容器的右电极与场畸变开关的左电极连接；外金属筒内的场畸变开关的右电极与电感1、电感I1、电感III依次连接；在所述的外金属筒的中轴线上设置有输出电极，电感III右端与输出电极左端连接；场畸变开关中的触发电缆通过外金属筒上设置的绝缘座穿出外金属筒，并保证接口密封；场畸变开关的气管与位于外金属筒内侧设置的气嘴座连接；场畸变开关轴向外围设置有绝缘盘I，绝缘盘I外围设置有金属盘，形成对场畸变开关的支撑；所述的输出电极轴向外围设置有金属盘II，金属盘II外围设置有绝缘盘II，输出电极右端穿出金属盘II，形成对输出电极的支撑和电气连接；电容I的上端通过金属转接杆分别与电感I右端、电感II左端连接；电容II的上端通过金属转接杆分别与电感II右端、电感III左端连接；电容III的上端通过金属转接杆分别与电感III右端、输出电极左端连接；电容1、电容I1、电容III的下端均与接地板连接；接地板左端与金属盘连接；金属盘I与金属盘II之间连接有一圈并联的电爆炸丝；输出电极右端与负载之间设置有一间隙；所述的电容器、场畸变开关、绝缘盘1、金属盘1、电感1、电感I1、电感II1、输出电极、金属盘I1、绝缘盘I1、电爆炸丝为同轴设置。所述的电容器(2)右端面、外筒(8)、负载(15)左端面构成一密闭腔，密闭腔内充有高压绝缘气体。 所述的输出电极(13)右端与负载(15)之间的间隙大小根据脉冲功率源的输出大小和所需脉冲前沿决定。本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源，工作原理是:通过高压直流电源将电容器充电至初始电压U0，然后通过触发电缆给场畸变开关馈入触发信号，使场畸变开关导通，电容器通过电感和电容对电爆炸丝放电，通过电爆炸丝长度和并联根数的优化选择使得在电爆炸丝内电流达到峰值附近时电爆炸丝爆炸断开，使得电流切换到负载上，由于电感两端电流不能突变，而且电容器有续流的作用，使得负载上可以得到数倍于初始电压UO的方波脉冲输出。输出电极与负载间的间隙可以起到锐化波形前沿的作用。本专利技术的有益效果是:本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源相对电感加电爆炸丝开关断路开关型脉冲功率源具有能够输出高功率方波脉冲的优点，而且结构简单、单位体积功率密度高、易于紧凑化设计。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源结构示意图；图中，1.左电极 2.电容器 3.右电极4.场畸变开关 5.触发电缆6.绝缘座 7.金属盘I 8.外筒9.电爆炸丝 10.电感I 11.电感II 12.电感III 13.输出电极14绝缘盘II 15.负载 16.气管 17.气嘴座 18.绝缘盘I19.接地板 20.电容I 21.电容II22.电容III 23.金属盘II。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行进一步描述: 实施例1图1是本专利技术的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率结构示意图，图1中，所述的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源包括电容器2、外金属筒8，其中外金属筒8内设置有场畸变开关4、电感I 10、电感II 11、电感III12、电容I 20、电容II 21、电容III22 ;其连接关系是，所述的外金属筒8的左法兰与电容器2的右法兰固定密封连接，外金属筒8的右法兰与负载15的左法兰固定密封连接；所述的电容器2的右电极3与场畸变开关4的左电极连接；外金属筒8内的场畸变开关4的右电极与电感I 10、电感II 11、电感III 12依次连接；在所述的外金属筒8的中轴线上设置有输出电极13，电感III 12右端与输出电极13左端连接；场畸变开关4中的触发电缆5通过外金属筒8上设置的绝缘座6穿出外金属筒8，并保证接口密封；场畸变开关4的气管16与位于外金属筒8内侧设置的气嘴座17连接；场畸变开关4轴向外围设置有绝缘盘I 18，绝缘盘I 18外围设置有金属盘I 7，形成对场畸变开关4的支撑；所述的输出电极13轴向外围设置有金属盘II 23,金属盘II 23外围设置有绝缘盘II 14,输出电极13右端穿出金属盘II 23，形成对输出电极13的支撑和电气连接；电容I 20的上端通过金属转接杆分别与电感I 10右端、电感II 11左端连接；电容II 21的上端通过金属转接杆分别与电感II 11右端、电感III 12左端连接；电容III 22的上端通过金属转接杆分别与电感III12右端、输出电极13左端连接；电容I 20、电容II 21、电容III 22的下端均与接地板19连接；接地板19左端与金属盘7连接；金属盘I 7与金属盘II 23之间连接有一圈并联的电爆炸丝9 ;输出电极13右端与负载15之间设置有一间隙；所述的电容器2、场畸变开关4、绝缘盘I 18、金属盘I 7、电感I 10、电感II 11、电感III 12、输出电极13、金属盘II 23、绝缘盘II 14、电爆炸丝9为同轴设置。所述的电容器2右端面、外筒8、负载15左端面构成一密闭腔，密闭腔内充有高压绝缘气体。所述的输出电极13右端与负载15之间的间隙大小根据脉冲功率源的输出大小和所需脉冲前沿决定。本专利技术中的电容器和电感数量对应设置。在本实施例中，通过高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源，其特征在于：所述的高功率紧凑型倍压方波脉冲功率源包括电容器（2）、外金属筒（8），其中外金属筒（8）内设置有场畸变开关（4）、电感Ⅰ（10）、电感Ⅱ（11）、电感Ⅲ（12）、电容Ⅰ（20）、电容Ⅱ（21）、电容Ⅲ（22）；其连接关系是，所述的外金属筒（8）的左法兰与电容器（2）的右法兰固定密封连接，外金属筒（8）的右法兰与负载（15）的左法兰固定密封连接；所述的电容器（2）的右电极（3）与场畸变开关（4）的左电极连接；外金属筒（8）内的场畸变开关（4）的右电极与电感Ⅰ（10）、电感Ⅱ（11）、电感Ⅲ（12）依次连接；在所述的外金属筒（8）的中轴线上设置有输出电极（13），电感Ⅲ（12）右端与输出电极（13）左端连接；场畸变开关（4）中的触发电缆（5）通过外金属筒（8）上设置的绝缘座（6）穿出外金属筒（8），绝缘座（6）接口密封；场畸变开关（4）的气管（16）与位于外金属筒（8）内侧设置的气嘴座（17）连接；场畸变开关（4）轴向外围设置有绝缘盘Ⅰ（18），绝缘盘Ⅰ（18）外围设置有金属盘Ⅰ（7），形成对场畸变开关（4）的支撑；所述的输出电极（13）轴向外围设置有金属盘Ⅱ（23），金属盘Ⅱ（23）外围设置有绝缘盘Ⅱ（14），输出电极（13）右端穿出金属盘Ⅱ（23），形成对输出电极(13)的支撑和电气连接；电容Ⅰ（20）的上端通过金属转接杆分别与电感Ⅰ（10）右端、电感Ⅱ（11）左端连接；电容Ⅱ（21）的上端通过金属转接杆分别与电感Ⅱ（11）右端、电感Ⅲ（12）左端连接；电容Ⅲ（22）的上端通过金属转接杆分别与电感Ⅲ(12)右端、输出电极（13）左端连接；电容Ⅰ(20)、电容Ⅱ(21)、电容Ⅲ(22)的下端均与接地板(19)连接；接地板(19)左端与金属盘（7）连接；金属盘Ⅰ(7)与金属盘Ⅱ（23）之间连接有一圈并联的电爆炸丝(9)；输出电极（13）右端与负载（15）之间设置有一间隙；所述的电容器(2)、场畸变开关(4)、绝缘盘Ⅰ(18)、金属盘Ⅰ（7）、电感Ⅰ（10）、电感Ⅱ（11）、电感Ⅲ（12）、输出电极（13）、金属盘Ⅱ（23）、绝缘盘Ⅱ（14）、电爆炸丝（9）为同轴设置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢卫平，付佳斌，郝世荣，曹龙博，冯传均，戴文峰，伍友成，王敏华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51