强激光与粒子束
2021, 33(6): 065003
1 日本长冈技术科学大学 极限能量密度中心, 新泻 长冈 940-2137
2 清华大学 电机工程与应用电子技术系, 北京 100084
全固态直线型变压器驱动源(LTD)是具有独特性能的新型高重频脉冲功率发生器。针对LTD的基础特性进行了较详细的实验研究。测量内容包括输出脉冲宽度与控制信号的关联、LTD模块上的信号延迟及其分散性，以及不同条件下LTD系统的能量效率分析。实验结果使我们对LTD取得了更加详细和深入的认识，同时为进一步改善和提高LTD脉冲功率发生器的技术水平提供了重要的参考数据。
脉冲功率 电力电子 感应叠加 半导体开关 直线型变压器驱动源 pulsed power power electronics inductive voltage adder semiconductor switch linear transformer driver 强激光与粒子束
2018, 30(4): 045001
1 长冈技术科学大学 极限能量密度工学研究中心, 新泻县 长冈市 940-2137
2 脉冲功率技术研究所株式会社, 滋贺县 草津市 520-0058
利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理, 并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性, 并进行了初步实验验证, 在四模块叠加的情况下, 分别实现了4 kV/20 A, 20 ns和2 kV/40A, 20 ns的短脉冲。实验结果表明, 电感型脉冲形成线电压叠加器是一种有潜力的紧凑型高压脉冲发生器。
高电压 纳秒脉冲 高重复频率脉冲高压发生器 电力电子 气体放电 高功率脉冲开关 high voltage nanosecond pulse high repetition rate pulsed high voltage generator power electronics gas discharge high power pulse switch 强激光与粒子束
2018, 30(2): 025006
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 日本长冈技术科学大学 极限能量密度中心, 新泻 长冈 940-2137
雪崩三极管是一种比较理想的、同时具有快速响应和高峰值功率的器件, 可以很方便地产生具有ns或亚ns上升前沿的高功率脉冲。研制了三种不同电路构型的雪崩三极管脉冲源, 对比了不同级数情况下的电路输出性能, 并考察了不同电缆长度对脉冲输出的影响, 其中电缆储能电路的电压脉冲可以分为0.4 ns快上升以及缓慢上升的阶段, 而电容储能电路的电压脉冲只有0.4 ns的快上升阶段, 表明电缆中存在的波过程对雪崩导通过程的建立有较大影响, 进而影响电路输出性能。
雪崩三极管 级联型电路 Marx型电路 混合型电路 avalanche transistor cascaded circuit Marx bank circuit hybrid circuit 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015001
综合论述了高重复频率脉冲功率技术所面临的主要技术障碍和工程问题。从实用的角度归纳了脉冲功率源设计时经常遇到的矛盾关系。结合目前的技术发展动态, 探讨了未来这项技术的发展趋势和主要方向。目前, 高重复频率脉冲功率系统的主要瓶颈是开关技术；主要技术障碍包括冷却、效率及可靠性；主要矛盾体现在系统的紧凑性与绝缘要求、上升时间与峰值功率、工作参数与可变范围及技术性能与制作成本等方面；未来发展趋势主要包括模块化、通用化和智能化。
脉冲功率 高电压 短脉冲 高功率脉冲开关 电力电子 气体放电 pulsed power high voltage short pulse high-power pulsed switch power electronics gas discharge 强激光与粒子束
2015, 27(1): 010201
综合介绍了高重复频率脉冲功率在材料、环保、生物·医疗、光源和高能加速器领域的代表性应用。采用脉冲功率的离子注入和表面改性已经被用于工业产品。废气和废液处理的研究成果正在向实用化接近。使用脉冲电场的杀菌和癌症治疗正在吸引很多学者和厂家，因此脉冲功率在生物医学领域的应用前景是非常乐观的。另外，决定未来集成电路工艺标准的极紫外光源已逐步走向生产线。高能加速器上的闸流管会渐渐被功率半导体器件取代。
脉冲功率 高电压 短脉冲 高功率脉冲开关 电力电子 气体放电 pulsed power high voltage short pulse high-power pulsed switch power electronics gas discharge 强激光与粒子束
2014, 26(3): 030201
通过对多个脉冲功率发生器的输出进行同步叠加可以获得功率合成。脉冲叠加还可以使脉冲功率源的设计和制作走向模块化。从直线变压器驱动源(LTD) 的观点出发，综合论述了脉冲叠加在重复频率脉冲功率技术中的意义。特别针对固态LTD，通过实验结果归纳了它的技术特征，并在此基础上提出了智能化脉冲功率的概念。
脉冲功率 高电压 短脉冲 高功率脉冲开关 电力电子 气体放电 pulsed power high voltage short pulse high-power pulsed switch power electronics gas discharge
综合叙述了功率半导体开关在高重复频率脉冲功率技术中的意义和使用方法。并通过与传统脉冲功率开关的比较, 归纳了半导体开关的特长和缺陷。在举例说明了半导体开关的控制方法以后, 介绍了几种有效提高半导体开关工作能力的电路方法, 包括采用多个器件的串联与并联、电压叠加、开关器件的组合与互补等方法。
脉冲功率 高电压 短脉冲 高功率脉冲开关 电力电子 气体放电 pulsed power high voltage short pulse high-power pulsed switch power electronics gas discharge
描述了磁开关的原理和使用方法，并结合实例介绍了磁开关在具体装置中的作用。从磁性材料的磁化特性出发，概述了磁饱和现象的机理和特征。 讲解了磁开关在脉冲压缩、磁助器和可饱和变压器等方面的应用。在此基础上，描述了典型的高重复频率脉冲功率发生器、高功率脉冲功率发生器和半导体断路开关(SOS)驱动电路中的磁开关的工作原理。
脉冲功率 高电压 短脉冲 高功率脉冲开关 电力电子 气体放电 pulsed power high voltage short pulse high-power pulsed switch power electronics gas discharge
以电磁学的基础概念为出发点，系统性地阐述了脉冲功率产生过程的基本原理。采用统一的理论模型，描述了电磁能量的储存、传输和释放过程的物理规律。从特征阻抗的角度论述了储能器件、传输器件及开关等脉冲功率系统核心元素之间的区别与联系。在此基础上，解说了几种典型脉冲功率发生器的电路方法及其工作原理，它们包括脉冲形成线法、脉冲压缩法和场通量压缩法。
脉冲功率 高电压 短脉冲 高功率脉冲开关 电力电子 气体放电 pulsed power high voltage short pulse high-power pulsed switch power electronics gas discharge
