准方波高压脉冲产生模块及MARX发生器制造技术

技术编号:10933551 阅读:245 留言:0更新日期:2015-01-21 13:46
准方波高压脉冲产生模块,包括n组并联的模块支路,所述的每组模块支路由多个子支路并联组成,每个子支路由电感和电容串联组成,第k个模块支路的各子支路的电感值为:,各个模块支路的电容值;m为该模块支路所并联的子支路数量,T为输出脉冲的脉宽周期,Z为模块阻抗,所述n为大于1的正整数,m为不小于1的正整数。本实用新型专利技术还公开了一种Marx发生器,包括多个储能装置,所述储能装置为如前所述的准方波高压脉冲产生模块。本实用新型专利技术采用多个不同振荡周期放电支路并联构成准方波高压脉冲产生模块,可以由多个模块通过MARX发生器电路结构实现高电压准方波脉冲输出。该装置集储能与脉冲形成为一体,具有体积小、效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】准方波高压脉冲产生模块,包括n组并联的模块支路,所述的每组模块支路由多个子支路并联组成,每个子支路由电感和电容串联组成,第k个模块支路的各子支路的电感值为:,各个模块支路的电容值;m为该模块支路所并联的子支路数量,T为输出脉冲的脉宽周期,Z为模块阻抗,所述n为大于1的正整数,m为不小于1的正整数。本技术还公开了一种Marx发生器,包括多个储能装置,所述储能装置为如前所述的准方波高压脉冲产生模块。本技术采用多个不同振荡周期放电支路并联构成准方波高压脉冲产生模块,可以由多个模块通过MARX发生器电路结构实现高电压准方波脉冲输出。该装置集储能与脉冲形成为一体,具有体积小、效率高的优点。【专利说明】准方波高压脉冲产生模块及MARX发生器
本技术属于高压脉冲功率
,涉及高压脉冲产生装置,具体是一种准 方波高压脉冲产生模块及MARX发生器。
技术介绍
脉冲功率技术又称高功率脉冲技术,它是一个研究在相对较长的时间里把能量储 存起来,然后经过快速压缩、转换,最后有效释放给负载的新兴科技领域。脉冲功率技术研 究的电参数范围一般是:电压lkV~10MV,电流lkA~100MA,脉冲宽度0. lniTlms,脉冲功率大 于 1MW。 高功率方波脉冲的产生方法是脉冲功率技术研究的一个重要方向。高功率方波脉 冲在闪光照像、驱动高功率微波二极管、高能加速器等领域均有较多的应用。目前的方波脉 冲产生主要采用水介质脉冲形成线的方式,采用Marx发生器或脉冲变压器对水介质脉冲 形成线充电,水介质脉冲形成线放电产生方波脉冲,系统体积较大。 MARX发生器是一种对电容器并联充电串联放电产生高功率脉冲的电路,如图1所 示给出一种典型的MARX装置,包括三级全控开关级,充电器件和隔离器件均为电阻,全控 开关为功率开关器件,例如三极管或M0S管,当输入电压在IN端输入5V直流电压,在充电 阶段,三个全控开关M1-M3全部关闭,三个电容均充电至5V。充电完成后,同时打开三个全 控开关,由于电容两端电荷守恒,同时隔离器件阻抗较大,第一级全控开关级的电容电荷抬 升B1点电压,进一步使02点电压升高,在不计损耗的情况下,02点电压升高至10V,同理03 点电压提升至15V,相对5V的输入电压,实现了在输出端得到3倍输入电压的输出电压。
技术实现思路
为克服现有高压脉冲设备体积庞大,效率较低的技术缺陷,本技术公开了一 种准方波高压脉冲产生模块及MARX发生器。 本技术所述准方波高压脉冲产生模块,包括η组并联的模块支路,每组模块 支路由多个模块子支路并联组成,所述模块子支路由电感和电容串联组成,各个模块子支 路的电感中心值: 【权利要求】1. 准方波高压脉冲产生模块,其特征在于,包括η组并联的模块支路,每组模块支路 由多个模块子支路并联组成,所述模块子支路由电感和电容串联组成,各个模块子支路的 电感中心值:下标k表示第k个模块支路,m为该模块支路所并联的模块子支路数量,Τ为输出脉冲 的脉宽周期,Z为模块阻抗,所述η为大于1的正整数,m为不小于1的正整数;各个模块 子支路的电感、电容的实际取值为①至②式所示中心值的正负10%误差范围内任意值。2. 如权利要求1所述的准方波高压脉冲产生模块,其特征在于,除第一个模块子支路 电容取值外;第一个模块子支路的电感取值及其余各个模块支路中电感、电容的实际取值 为①至②式所示数值的正负5%误差范围内任意值。 3. MARX发生器,包括多个储能装置和位于储能装置之间的隔离器件和放电开关,其特 征在于,所述储能装置为如权利要求1和2任意一项所述的准方波高压脉冲产生模块,所述 隔离器件为电感。4. 如权利要求3所述的MARX发生器,其特征在于,所述放电开关为继电器或功率晶体 管。5. 如权利要求3所述的MARX发生器,其特征在于,所述隔离器件连接在储能装置和地 线之间。【文档编号】H02M9/00GK204119080SQ201420614079【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日 【专利技术者】刘宏伟, 谢卫平, 姜苹, 周良骥, 袁建强, 王凌云 申请人:中国工程物理研究院流体物理研究所本文档来自技高网
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【技术保护点】
准方波高压脉冲产生模块,其特征在于,包括n组并联的模块支路, 每组模块支路由多个模块子支路并联组成, 所述模块子支路由电感和电容串联组成,各个模块子支路的电感中心值:‑‑‑‑‑①各个模块子支路的电容中心值‑‑‑‑‑②下标k表示第k个模块支路,m为该模块支路所并联的模块子支路数量,T为输出脉冲的脉宽周期,Z为模块阻抗,所述n为大于1的正整数, m为不小于1的正整数;各个模块子支路的电感、电容的实际取值为①至②式所示中心值的正负10%误差范围内任意值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘宏伟谢卫平姜苹周良骥袁建强王凌云
申请(专利权)人:中国工程物理研究院流体物理研究所
类型:新型
国别省市:四川;51

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