作者:王翔宇; 樊亚军; 乔汉青; 卢彦雷; 朱郁丰; 夏文锋; 张兴家 期刊:《强激光与粒子束》 2019年第11期
针对Marx发生器小型化的应用需求和快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程的实际情况,开展了全同轴结构Marx发生器的研制和场路协同仿真。Marx发生器采用基于环形电容器、环形开关、锥形隔离电感、轴心单边充电的全同轴结构方案,避免结构偏心带来的局部场增强效应。在CST软件中建立了Marx发生器实际结构模型,利用时变材料和场路协同仿真功能实现了充放电过程的动态仿真,仿真结果显示出快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程。据此...
作者:孙开荣; 李屾 期刊:《通讯世界》 2019年第10期
随着民航运输事业的快速发展,对航班正常率提出越来越高的要求,航空气象作为其中的重要影响因素受到广泛的关注。天气雷达能够实时展示当前的降水情况并对未来形势发展起到重要的参考作用,磁控管发射机是天气雷达的关键组成部。本文以X波段发射设备为例,探讨天气雷达变换工作脉宽和脉冲重复频率的工作原理。
作者:王赟; 范丽思; 成伟; 王民全; 刘朝阳 期刊:《军械工程学院学报》 2015年第05期
根据辐射式核电磁脉冲模拟器对脉冲源的设计要求,研制一种由 Marx发生器和锐化装置构成的快沿脉冲源.Marx发生器为双边充电回路,由最大值高压无感电容器、电磁铁机械运动轨道触发开关、气体火花间隙开关及电阻等构成;锐化装置由分布参数同轴锐化电容和自击穿火花间隙锐化开关构成.对快沿脉冲源充放电等效回路进行Pspice模拟仿真,并通过试验测得实际的模拟器辐射场波形,结果表明:实测波形与仿真波形一致性较好,辐射式模拟器...
作者:高杰; 张华剑; 高大庆; 上官靖斌; 李明睿; 金雪剑; 赵江; 张石磊 期刊:《核电子学与探测技术》 2018年第05期
将固态PFN-Marx发生器技术应用于强流重离子加速器装置(HIAF)注入引出Kicker电源,要求多路固体开关IGBT的驱动电路具有严格的同步性。通过分析影响驱动电路同步性的主要因素,设计了一款同步驱动电路,实现了多路驱动电路之间的最大时延小于15 ns。测试结果表明,这款同步驱动电路能够满足HIAF-Kicker电源对多路IGBT同步驱动的要求。
作者:罗维熙; 黄涛; 孙铁平; 吴撼宇; 翟戎骁 期刊:《现代应用物理》 2019年第01期
采用'Marx发生器+电源内阻'的方式,研制了一种输出双指数电流脉冲的电流源。Marx发生器各级电容组及匹配电阻均按圆周布置,与脉冲源壳体形成同轴结构,以降低脉冲源的回路电感。电源内阻为62Ω,采用12支HVR高压实体电阻并联,具有稳定的电阻值;同时,研制了一种在电压为30~55kV可以稳定工作的三电极场畸变开关,实现了输出电流峰值可调。实验结果表明,研制的电流脉冲源在输出电流峰值为2.65~5.05kA时连续可调,输出电流波形前沿小于20ns,...
作者:刘坚 期刊:《农业装备与车辆工程》 2019年第08期
为了产生适合水面上等离子体激发的方波脉冲,选取快速MOSFET为主开关管,采用串心磁环隔离同步驱动的方案,设计了正极性Marx脉冲源。放电实验结果表明,用于罗丹明溶液处理最大输出电压幅值20kV,最大脉冲电流为17A,最小脉宽约为400ns,其上升沿和下降沿约100ns左右,重复频率为1kHz。液体处理放电实验中对比了不同参数的高压脉冲下的处理效果,结果表明等离子体放电能有效去除罗丹明,其电场强度和脉冲频率为主要影响因素,也验证了脉冲宽...
作者:张北镇; 王淦平; 宋法伦; 罗光耀; 杨晓亮 期刊:《太赫兹科学与电子信息学报》 2019年第02期
使用六氟化硫(SF6)及其混合气体做绝缘介质,并提高工作气压,增加绝缘强度,利于实现Marx发生器的小型化、轻量化。为保障Marx发生器的顺利建立,一般需要使用触发电源。某些场合下,去掉触发源,Marx依靠开关自击穿建立,可提升Marx发生器的使用便利性,降低维护难度。搭建了14级气绝缘Marx发生器,当工作气压逐渐升高时,Marx发生器依靠开关自击穿建立变得困难。对Marx发生器建立过程进行理论分析及开关电极的优化验证实验,改进了Marx发生...
作者:宋法伦; 李飞; 龚海涛; 甘延青; 张北镇; 罗光耀; 王淦平; 金晓 期刊:《强激光与粒子束》 2018年第02期
传统的高功率重复频率脉冲功率源通常以低电压储能、升压、高压脉冲形成线、输出的顺序工作。因而系统至少包括低压储能和高压脉冲形成线两个储能环节,同时高压脉冲形成线的体积随着电压的升高快速增长。针对这些问题,课题组提出了一种高功率重复频率Marx型脉冲功率源小型化研究的设计思路和实现方式,并开展了相关技术研究。主要介绍了课题组在关键技术上取得的重要进展,包括高储能密度的储能/脉冲成形一体化技术、低抖动重复频率...
作者:张帆; 何鹏军; 孔亮; 田川 期刊:《强激光与粒子束》 2018年第01期
宽带强电磁脉冲是高功率微波技术近年来的主要发展方向之一,由于模拟器可用于强电磁辐射环境模拟,开展强电磁脉冲效应与防护研究,所以取得了快速发展。对宽带强电磁脉冲模拟器的研究现状进行了介绍,分析模拟器在工作频段和技术体制方面存在的共性,并结合研究需求,设计了一种宽带强电磁脉冲模拟器,该模拟器采用Marx发生器直接驱动高功率宽带天线的方式,实验结果显示该模拟器的远场辐射因子可达224kV,辐射中心频率215 MHz,带宽可达32...
作者:王朋; 罗敏; 康强; 谭杰; 罗光耀; 向飞 期刊:《强激光与粒子束》 2018年第02期
利用碳酸钡基材料研制了一种环形脉冲形成线。对脉冲形成线的材料特性、电场分布对耐压影响进行分析和研究,通过优化结构设计、材料特性,提高了环形脉冲形成线的耐压水平。利用此脉冲形成线建立了37级Marx发生器,此发生器通过电感进行并联充电和串联放电工作。使用电磁仿真软件对系统结构进行了三维电场分析,分析结果表明,采用此环形脉冲形成线能够实现同轴设计,电场更加均匀,确定了满足紧凑化的最佳外形尺寸。实验结果表明,设计的...
作者:伍友成; 杨宇; 何泱; 戴文峰; 郝世荣; 谢卫平; 冯传均; 曹龙博 期刊:《强激光与粒子束》 2018年第07期
为了实现重频脉冲功率源小型化,研制了基于快Marx发生器的紧凑型重频低阻抗脉冲功率源。采用大功率重频高压电源对Marx发生器充电,通过对充电电源和脉冲触发源的同步控制,实现对Marx发生器重频充电;Marx发生器中采用薄膜脉冲电容器、小型化气体开关、电感隔离以及SF6气体绝缘等设计,以8级紧凑Marx发生器进行验证性研究,在16Ω阻抗负载上实现了重复频率10 Hz、脉宽150ns、峰值电压大于400kV连续多脉冲输出;在此基础上,设计了18级紧凑...
作者:伍友成; 何泱; 戴文峰; 耿力东; 郝世荣; 谢卫平 期刊:《高电压技术》 2017年第12期
为了实现重频脉冲功率源小型化,研制了基于快Marx发生器的紧凑型重频低阻抗脉冲驱动源。采用低功率电源(比如30 V电池)作为初始能源,重频高压充电电源集成大容量超级电容,可脱离外部电源重频对Marx发生器充电至100 k V,结合对高压充电电源和脉冲触发源的同步控制,实现Marx发生器的重频高功率多脉冲输出;Marx发生器中采用薄膜脉冲电容器、小型化气体开关、电感隔离以及SF6气体绝缘等设计,最高建立电压800 k V、额定储能1.6 k J;高...
作者:许广利; 饶俊峰; 李孜; 姜松 期刊:《农业装备与车辆工程》 2018年第01期
双极结型晶体管 (BJT) 的集电极与发射极之间的雪崩击穿具有快导通、 快恢复、 高稳定性等优点,适合作为小型 Marx 脉冲功率发生系统自击穿开关.将相同级数的单层 Marx 发生器和双层 Marx 发生器进行了对比,得出相同级数的双极性Marx发生器输出电压的峰值更高,更加稳定;在倍压的情况下,将不同输出负载的放电脉冲进行了对比,得出以8个BJT串联作为负载,更可获得 10 ns 左右脉宽的窄脉冲.
作者:宋志敏; 刘国治; 秋实; 黄文华; 邵浩 期刊:《强激光与粒子束》 2005年第08期
介绍了MC55低阻抗强流脉冲电子加速器的结构及主要技术参数,给出了加速器的初步调试结果.该加速器由Marx发生器、10 Ω水介质单筒形成线、高压自击穿气体开关、水介质传输线和真空二极管组成.经过初步调试,该加速器可以产生电压500 kV,电流50 kA,脉冲宽度50 ns的强流电子束.目前MC55加速器已应用于同轴虚阴极振荡器高功率微波源的实验研究.
作者:冯文; 颜凡江; 赵梁博; 杨超; 李旭 期刊:《红外与激光工程》 2017年第09期
针对电光Q开关要求速度快的特点,提出基于Marx发生器的高压快速调Q驱动电路的设计方法。利用高压模块产生一级高压为并联电容充电,采用变压器隔离驱动8路MOS管。当触发信号引入时,功率MOS管导通使电容串联同时放电,从而电压倍增获得快速的高压脉冲。实验结果表明:通过该方法获得了上升沿12 ns,幅值3 000~4 000 V数字可调的高压脉冲波形。相比于传统脉冲变压器法的波形,上升时间减小了近35 ns。此调Q电路已应用于激光二极管...
作者:李飞; 宋法伦; 甘延青; 金晓; 朱明冬 期刊:《太赫兹科学与电子信息学报》 2017年第02期
设计了一套具有低输出抖动的小型Marx型触发源系统。将充电、触发电源等进行了整体集成,结合高储能密度的四端型薄膜电容器设计,实现了系统的紧凑化,体积仅0.20m3。将场畸变气体开关电极设计为环形轨道状,采用平面触发方式,以利于开关的低抖动输出和稳定工作。该系统输出电压、工作频率分别在10~90kV,1~30Hz范围内独立可调。以30Hz重复频率工作300次,输出抖动的最大偏差(极差)仅为13.0ns。相比30Hz、30次结果,工作时间延长...
作者:潘琳琳; 李宏达; 姜静; 车龙; 尹伯 期刊:《电子科技》 2017年第04期
在高功率脉冲Marx发生器中,气体开关具有连接储能器件与负载作用。文中为一种高能量输出、高频Marx发生器,设计了一种三电极场畸变气体开关。开关电极采用同轴结构,具有体积小、放电电流大和工作电压范围宽等优点;通过实验对不同气压和电极间距下场畸变气体开关电极静态特性进行了测试,实验结果表明,场畸变气体开关自击穿电压随SF6气压的增长从线性增长到非线性增长;工作电压范围随场畸变气体开关两主电极之间距离的增大而增大,最...
作者:饶俊峰; 张伟; 李孜; 姜松; 皮特尔 期刊:《强激光与粒子束》 2016年第12期
通过气体放电产生更高浓度的低温等离子体要求具有纳秒上升沿和纳秒脉宽的高重频快脉冲,而目前被广泛使用的MOSFET和IGBT都无法满足这些参数要求,而双极结型晶体管(BJT)的集电极与发射极之间的雪崩击穿过程具有快导通、快恢复、高稳定性等优点,适合作为小型Marx发生器的自击穿开关。文中对用多种型号的BJT进行击穿特性比较测试实验,发现可以通过改变BJT的门极和发射极的并联电阻来调节其雪崩击穿电压,实现一定范围的工作电压。雪...
作者:侯民胜; 贾宏亮 期刊:《电工技术学报》 2007年第11期
分析了高空核电磁脉冲(HEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)的特性,介绍了实验室产生强电磁脉冲的方法。设计了一种电磁脉冲模拟装置,该装置由Marx发生器和吉赫横电磁波(GTEM)室组成。为了获得前沿小于10ns的电磁脉冲,该装置采用了前沿陡化技术。初步实验研究表明,采用这种装置能够产生波形参数满足要求的高空核电磁脉冲和雷电电磁脉冲。
作者:何露芽; 邹晓兵; 曾乃工; 刘锐; 刘骁; 韩旻; 张贵新; 王新新 期刊:《高电压技术》 2007年第11期
为了驱动X箍缩和Z箍缩负载,构建了由Marx发生器、脉冲形成线、V/N开关、脉冲传输线、负载组成的0.1TW级脉冲功率发生器(PPG-I)并在Marx发生器充电电压为75kV时,对PPG-I进行了调试实验。实验发现:当V/N开关主间隙中SF6气压固定为0.466MPa时,改变辅助间隙中SF6气压将显著影响开关的放电及输出特性;若辅助间隙气压为0.274MPa,当脉冲形成线(PFL)充电电压接近峰值(1.1MV)时,辅助间隙首先击穿,引起主间隙中多弧道放电,1.25Ω匹配负...