一种高性能的重频纳秒脉冲电路制造技术

本发明专利技术提供了一种高性能的重频纳秒脉冲电路，包括第一脉冲回路和第二脉冲回路，其特征在于，所述第一脉冲回路由稳压滤波电容C0、电阻R0、二极管D0，直流电源V

【技术实现步骤摘要】
一种高性能的重频纳秒脉冲电路


[0001]本专利技术属于脉冲电路
，涉及一种高性能的重频纳秒脉冲电路。

技术介绍

[0002]高功率纳秒脉冲在工业领域与高功率微波等国防科研领域都有着非常重要的身影。但是目前小型化、高幅值、高性能的纳秒脉冲发生器成为了限制纳秒脉冲发生器进一步工业化的瓶颈。目前有两种方法产生重复频率纳秒脉冲，一种是目前非常常用的采用电容等电场储能器件+闭合开关的电容式储能电路(Capacitive energy storage,CES)，典型如Marx电路，但是Marx电路若输出高压的话级数较多，回路引线长，电感大，并且在CES中，放电回路的电感是一个杂散(无源)元件，它限制了放电电流的幅度及其在负载中的上升速率，而这对高能电子的产生非常重要。而另一种方法是采用电感等磁场储能器件+断路开关的电感储能式电路(Inductive energy storage,IES)。这种技术路线的储能密度是CES的100倍以上，同时其脉冲前沿和放电时间更短，相当于相同能量下电压更高，这决定了脉冲功率的增益，并且在IES中，电感是一个有用(有源)的元件，因此采用IES电路可以获得非常小体积、紧凑、高性能的纳秒脉冲电源。而目前断路开关研究缓慢，并且泵浦电路的初级开关的耐压、通流和重复频率性能无法兼顾，由此驱动的纳秒脉冲不能满足现有的使用要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高性能的重频纳秒脉冲电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0005]本专利技术提供了一种高性能的重频纳秒脉冲电路，包括第一脉冲回路和第二脉冲回路，其特征在于，所述第一脉冲回路由稳压滤波电容C0、电阻R0、二极管D0，直流电源V
DC
、初级储能电容C1和伪火花开关PSS组成，其中，初级储能电容C1、电阻R0和二极管D0均与直流电源V
DC
串联，所述电容C0和伪火花开关PSS与直流电源V
DC
并联，所述第一脉冲回路通过可饱和磁脉冲变压器SPT通过电磁耦合连接有第二脉冲回路在上述的一种高性能的重频纳秒脉冲电路中，所述第二脉冲回路由次级电容C2、二极管断路开关DOS和电阻R
L
组成。
[0006]在上述的一种高性能的重频纳秒脉冲电路中，所述次级C2和电阻RL与DOS并联电路相串联连接。
[0007]在上述的一种高性能的重频纳秒脉冲电路中，所述二极管断路开关DOS与电阻R
L
并联连接。
[0008]与现有技术相比，本专利技术一种高性能的重频纳秒脉冲电路的优点为：
[0009]脉冲电路中设置有伪火花开关PSS和二极管断路开关DOS，伪火花开关耐压高，可达到50kV级别，同时通流大，到达20kA以上，重复频率可达3kHz，典型电压下降为30ns以下，电流上升速率10
12
A/s，导通速度快，因此只需要一级磁芯泵浦DOS，简单高效，而二极管断路开关DOS耐压可做到数百千伏，可以截断数十千安的电流，典型截断速度在2
‑
20ns，截断时
间快于SOS，能量效率更高。附图说明
[0010]图1是本专利技术一种高性能的重频纳秒脉冲电路的结构示意图。
具体实施方式
[0011]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0012]本专利技术提供了一种高性能的重频纳秒脉冲电路，包括第一脉冲回路和第二脉冲回路，其特征在于，所述第一脉冲回路由稳压滤波电容C0、电阻R0、二极管D0，直流电源V
DC
、初级储能电容C1和伪火花开关PSS组成，其中，初级储能电容C1、电阻R0和二极管D0均与直流电源V
DC
串联，所述电容C0和伪火花开关PSS与直流电源V
DC
并联，所述第一脉冲回路通过可饱和磁脉冲变压器SPT通过电磁耦合连接有第二脉冲回路如图1所示，本专利技术一种高性能的重频纳秒脉冲电路，所述第二脉冲回路由次级电容C2、二极管断路开关DOS和电阻R
L
组成。
[0013]如图1所示，本专利技术一种高性能的重频纳秒脉冲电路，所述次级C2和电阻RL与DOS并联电路相串联连接。如图1所示，本专利技术一种高性能的重频纳秒脉冲电路，所述二极管断路开关DOS与电阻R
L
并联连接。
[0014]如图1所示，其中电容C0为500nF，电容C1为16nF，电容C2为0.5nF，可饱和变压器SPT变比为1比6，磁芯尺寸120*80*100mm，负载电阻260Ω。初级电压为16kV时，单次脉冲输出如图2所示，1kHz下重频脉冲输出如图3所示。从图中可以看到，采用本电路在初级电压为16kV下输出脉冲就可达136kV，前沿15.5ns，峰值功率71MW，而本电路所采用的伪火花开关耐压可达50kV，因此采用本电路拓扑可以输出300kV以下任意幅值脉冲。
[0015]本专利技术一种高性能的重频纳秒脉冲电路，脉冲电路中设置有伪火花开关PSS和二极管断路开关DOS，伪火花开关耐压高，可达到50kV级别，同时通流大，到达20kA以上，电压下降速率30ns，电流上升速率10
12
A/s，导通速度快，因此只需要一级磁芯泵浦DOS，简单高效，而二极管断路开关DOS耐压可做到数百千伏，可以截断数十千安的电流，典型截断速度在2
‑
20ns，截断时间快于SOS，能量效率更高。
[0016]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明提供了一种高性能的重频纳秒脉冲电路，包括第一脉冲回路和第二脉冲回路，其特征在于，所述第一脉冲回路由稳压滤波电容C0、电阻R0、二极管D0，直流电源V
DC
、初级储能电容C1、伪火花开关PSS和可饱和磁脉冲变压器SPT组成，其中，初级储能电容C1、电阻R0和二极管D0均与直流电源V
DC
串联，所述电容C0和伪火花开关PSS与直流电源V
DC
并联，所述第一脉冲回路通过可饱和磁脉冲变压器SPT通过电...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁卫东，袁琪，邓子琛，常冉，成宇琛，丁臻杰，顾标琴，
申请(专利权)人：江苏扬杰润奥半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：