国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
从T模型等效电路出发, 在等效电路中磁化电感两端的电压在形成线等效电容充电到第一个峰值之前变化较小这一假设之下, 推导了电容器通过变压器对脉冲形成线充电的解析表达式, 给出了考虑回路存在电阻和杂散电感下的表达式。最后利用电路模拟来验证解析表达式, 结果表明:给出的解析表达式能够较好地分析电容器通过变压器对脉冲形成线充电过程; 在形成线充电的第一个半周期内, 解析理论得到的结果与模拟结果比较吻合, 在原边电容和形成线等效电容可比较的情况下, 从变压器耦合系数较低(不超过0.7)到耦合系数接近于1的情况都适用。
电容器 等效电路 变压器 脉冲形成线充电 capacitor equivalent circuits pulse transformer charging of pulse forming line 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2783
1 清华大学,电机系,北京,100084
2 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,长沙,410073
研制了能产生多脉冲的高功率脉冲调制器,该调制器由初级储能系统、带绕式变压器、水介质Blumlein线和场发射二极管组成.在场发射二极管上获得3个峰值功率大于20 GW,半高脉宽约60 ns,脉冲间隔约15 ms,电压约400 kV的高功率电脉冲.理论计算、模拟计算与实验结果基本一致.分析表明主开关恢复时间是影响调制器输出脉冲时间间隔的主要因素.
高功率 多脉冲 脉冲形成线 脉冲调制器 强激光与粒子束
2006, 18(11): 1927
1 清华大学,电机系,北京,100084
2 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,长沙,410073
对高功率带绕式脉冲变压器磁芯的设计进行了初步考虑,从理论上分析了在高功率带绕式空芯脉冲变压器中加入部分磁芯对变压器内部电磁场分布及耦合系数的影响.理论分析和实验结果均表明:磁芯对高功率带绕式脉冲变压器耦合系数的提高有显著作用,并能改善变压器内部的电磁场分布;设计的高功率带绕式脉冲变压器耦合系数可达0.88,与相同结构尺寸的带绕式空芯脉冲变压器相比,耦合系数提高10%.
磁芯 高功率 脉冲变压器 耦合系数 强激光与粒子束
2006, 18(10): 1736
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
采用同轴电极实验装置,在μs级充电时进行了加压乙二醇/水混合液正电极击穿实验,并对实验结果进行了分析和解释,得出结论如下:击穿场强随静压以1/8次幂的关系而增加;击穿场强系数随乙二醇浓度的增加而增加;加压和添加乙二醇对于提高水介质耐高电压击穿的能力具有可叠加性,加压比添加乙二醇更有效;在静压12×105 Pa下乙二醇浓度80%的混合液击穿场强比常压下纯水击穿场强高112.2%.加压提高乙二醇/水混合液击穿场强的主要机制是加压增加了击穿延迟时间.
μs级充电 加压乙二醇/水混合液 高电压击穿 High electrical breakdown Pressurized glycol/water mixture Microsecond charging
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
分析了螺旋线脉冲形成线脉宽加宽的原理,利用程序对Blumlein型螺旋脉冲形成线进行了模拟研究,模拟结果与理论分析得到的脉宽表达式吻合较好,并可以给出螺旋线中筒的电场和磁场分布.加工了一套Blumlein型螺旋脉冲形成线,并开展实验研究,解决了绝缘支撑耐压问题,得到充电电压550 kV,二极管电压500 kV,电流28 kA,半高宽128 ns的脉冲输出.
水介质 螺旋线 Blumlein型脉冲形成线 脉宽 Water-dielectric Spiral line Blumlein type of PFL Pulse width
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
采用水介质同轴实验装置,改变电极表面的光滑程度,在μs级充电时进行水介质击穿实验,并对实验结果进行了分析和解释.结果表明:抛光电极表面可有效提高水介质耐高电压击穿能力;表面粗糙度为0.4～0.8 μm的抛光电极表面的击穿场强比表面粗糙度为1.6～3.2 μm的粗糙抛光电极表面,更符合Martin公式.电极表面光滑程度的改善,使阴极场致发射电流减弱进而击穿延迟时间变长,气泡也更难以附着在光滑的电极表面,从而可以提高水介质耐高电压击穿能力.
水介质 高电压击穿 μs级充电 电极表面光滑程度 Water dielectric High electrical breakdown Microsecond charging Polished surface of electrodes
国防科学技术大学,光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
以去离子水与乙二醇的混合液(体积分数分别为36.5%,48.7%,59.0%及71.2%,以下简称混合液)作为同轴传输线的绝缘介质,进行了μs级高电压负充电条件下的正电极击穿实验,研究了混合液的击穿电压、击穿时间、相对介电常数及电阻率与体积分数的关系.实验结果表明:在充电电压为20kV时,71.2%的混合液比36.5%的混合液的平均击穿电压提高25.1%,平均击穿时间延长10.49%,而相对介电常数减小8.68%.同时,随着充电时间的缩短,混合液的击穿电压提高.
乙二醇 电性能 击穿场强 相对介电常数 电阻率 Ethylene glycol Electrical characteristic Breakdown strength Relative permittivity Resistivity 强激光与粒子束
2004, 16(12): 1593
