高电压、高储能固态脉冲产生装置制造方法及图纸

高电压、高储能固态脉冲产生装置，涉及一种高电压脉冲产生装置。本发明专利技术包括两个高压电极，在两个高压电极之间设置有平板固态介质块，两个高压电极分别安装在平板固态介质块相对的两个面上。本发明专利技术的有益效果是，通过对高电压脉冲产生装置的储能介质的改进，并采用相关技术手段保证装置产生脉冲平顶波动小的高电压脉冲，使高电压脉冲产生装置具有储能密度高、系统紧凑、机动性强、维护要求低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高电压脉冲产生装置。
技术介绍
高电压脉冲产生装置在民用、国防等领域有着广泛的用途，用以实现电功率的压缩，使220V的市电实现高电压、高功率瞬间释放， 用于驱动负载。目前，高电压脉冲产生装置主要有油介质脉冲产生装 置和去离子水介质脉冲产生装置。此两类脉冲产生装置的介质属于液 态介质。其中，油介质由于其相对介电常数低( 2.3)、储能密度小 而导致输出能力不强，并且产生相同宽度电压脉冲需要设计的脉冲产 生装置的几何长度较长。去离子水介质相对介电常数较大( 80)， 可以实现较强的输出，相对于油介质脉冲产生装置，储能密度也较大， 并且产生相同宽度电压脉冲需要设计的脉冲产生装置的几何长度相 对于油介质高电压脉冲产生装置要短一些。但由于用于储能的去离子 水极易被污染而降低电阻率，使装置输出能力降低或失效，因此储能 介质去离子水需要处理装置进行循环处理，这导致脉冲产生装置系统 庞大，机动能力差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种固态脉冲产生装置，相 对于现有技术，提高高压脉冲形成装置的储能密度和输出能力，同时提高系统的机动性，降低系统的维护要求。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是，高电压、高储能固 态脉冲产生装置，包括两个高压电极，其特征在于，在两个高压电极 之间设置有平板固态介质块，两个高压电极分别安装在平板固态介质 块相对的两个面上。进一步的说，所述高压电极为平板电极。更进一步的，所述平板电极至少为3个，釆用Blumldn结构方 式排列，在相邻两个平板电极之间设置平板固态介质块。 所述固态介质块为陶瓷。本专利技术的有益效果是，通过对高电压脉冲产生装置的储能介质的 改进，并采用相关技术手段保证装置产生脉冲平顶波动小的高电压脉 冲，使高电压脉冲产生装置具有储能密度高、系统紧凑、机动性强、 维护要求低等优点。同时，采用本专利的技术方案，还可以提高高电 压脉冲产生装置的输出能力，实现数TW的高电压脉冲输出，用于驱 动负载。 附图说明图l是本专利技术的实施例1的电路图。图2是实施例高压脉冲产生装置输出的电压脉冲波形。电压脉冲 波形的半高全宽(Full Width of Half Magnitude, FWHM)为卯ns，脉 冲平顶宽度(99%—100%)为60ns。图3是本专利技术的实施例1的外观示意图。图4是本专利技术的实施例2的示意中，l.脉冲产生装置充电电源，2.充电限流隔离电阻，3.脉冲产 生装置，4.放电开关，5.负载，6.脉冲产生装置高压电极，7.脉冲产生 装置地电极，81、 91高电压、高储能固态脉冲产生装置第一个实施例 的充电电极端，82、 92第一个实施例的负载电极端，IO.第一个实施 例的固态储能介质块，11 .第一个实施例输出的电压脉冲波形。具体实施方式 参见图1一3。本专利技术采用击穿场强高、介电常数大的平板固态介质块作为储能 介质，在介质块两相对的两个面各安装一个高压电极，构成平板结构 高电压、高储能固态脉冲产生装置。根据使用的工作电压、负载阻抗 和电压脉冲宽度要求，确定固态脉冲产生装置所用储能介质块的外形 尺寸。前述储能介质采用陶瓷材料。在图1中，脉冲产生装置充电电源(1)、充电限流隔离电阻(2) 和脉冲产生装置串联(3)。充电限流电阻的一端和脉冲产生装置充电 电源(1)高压输出端相连接，充电限流电阻的另一端和脉冲产生装 置(3)的高压端(6)相连接。脉冲产生装置充电电源(1)的地端 和脉冲形成装置地电极(7)相连接。脉冲产生装置(3)的高压电极 (6)通过放电开关(4)和负载(5)相连接。负载(5)的地端和脉 冲产生装置(3)的地电极(7)相连接。参见图3。在实施例1中，两块电极和固态储能介质块(10)紧密 相连接，就构成了高电压、高储能固态脉冲产生装置。该装置实际充 电电压幅度达到120kV，装置所接负载上流过的脉冲电流达到10kA。输出在使用时，脉冲产生装置的两块电极的一端81、 91分别接脉冲产 生装置充电电源l的高压端和地端，高电压、高储能固态脉冲产生装 置的另一端两个电极82、 92通过高压开关和负载串联。当脉冲产生装 置充电电源l对高电压、高储能脉冲产生装置充电至设计工作电压时， 高电压、高储能固态脉冲产生装置通过图1中的放电开关4对负载5放 电，负载5上就可以获得设计输出的脉冲电压。 实施例2:参见图4。本实施例将脉冲产生装置设计成Blumlein结构，以进一步提高脉 冲产生装置的输出能力。参考《高效层叠平行板Blumlein脉冲产生器性能分析》(光子学 报，第36巻第6期，2007年6月)，将多个平行板层叠形成Blumlein结 构。本实施例在层叠的平行板间设置固态储能介质块。如图4所示。本专利技术的说明书已经对
技术实现思路
作出了充分的说明，各组件的具 体参数可以根据实际需求设定，普通技术人员足以通过本专利技术说明书 的内容加以实施。在权利要求的框架下，任何基于本专利技术思路的改进 都属于本专利技术的权利范围。权利要求1、高电压、高储能固态脉冲产生装置，包括两个高压电极(8)、(9)，其特征在于，在两个高压电极之间设置有平板固态介质块(10)，两个高压电极分别安装在平板固态介质块(10)相对的两个面上。2、 如权利要求1所述的高电压、高储能固态脉冲产生装置，其特征在于，所述高压电极为平板电极。3、 如权利要求2所述的高电压、高储能固态脉冲产生装置，其特征在于，所述平板电极至少为3个，采用Blumldn结构方式排列，在相邻两个平板电极之间设置平板固态介质块(10)。4、 如权利要求l、 2或3所述的高电压、高储能固态脉冲产生装置，其特征在于，所述固态介质块(10)为陶瓷。全文摘要高电压、高储能固态脉冲产生装置，涉及一种高电压脉冲产生装置。本专利技术包括两个高压电极，在两个高压电极之间设置有平板固态介质块，两个高压电极分别安装在平板固态介质块相对的两个面上。本专利技术的有益效果是，通过对高电压脉冲产生装置的储能介质的改进，并采用相关技术手段保证装置产生脉冲平顶波动小的高电压脉冲，使高电压脉冲产生装置具有储能密度高、系统紧凑、机动性强、维护要求低等优点。文档编号H02M9/00GK101604926SQ20091015940公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年12月31日专利技术者刘云龙, 刘星光, 夏连胜, 篁 张, 潘海峰, 石金水, 章林文, 邓建军, 陈德彪 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...

【技术保护点】
高电压、高储能固态脉冲产生装置，包括两个高压电极（８）、（９），其特征在于，在两个高压电极之间设置有平板固态介质块（１０），两个高压电极分别安装在平板固态介质块（１０）相对的两个面上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏连胜，石金水，张篁，陈德彪，邓建军，章林文，潘海峰，刘云龙，刘星光，
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：51[中国|四川]