为满足不可逆电穿孔对高压纳秒脉冲电源的需求，并且突破电源模块耐压的限制，提出了一款以正极性Marx为主电路、具有ns级前沿的高重复频率的亚微秒高压脉冲电源。该脉冲电源使用光纤传输信号，经过驱动芯片放大信号后，利用磁芯变压器传递驱动信号给MOSFET。磁芯变压器给电路提供了磁隔离，使驱动电路不会受高压输出的影响，提高了电路的耐压水平。驱动电路设计简单，所需元器件较少，可提供负压偏置，使开关管可靠关断，提高电路的抗电磁干扰能力，保障电路稳定运行。此电源由16级电路构成，实验表明：在10 kΩ纯阻性负载上，当输入电压为630 V时，即可得到10 kV的高压输出。其最小脉宽为300 ns，频率1 Hz～10 kHz可调。该脉冲电源结构紧凑，能够做到输出电压、脉宽、频率可调。研究了磁芯材料和匝数对驱动脉宽的影响。结果表明：匝比的增加会影响信号脉宽，在一定的条件下，单匝电感量的差异和磁芯材料的不同对信号脉宽的影响较小。
亚微秒脉冲 磁隔离 脉冲电源 脉冲变压器 sub-microsecond pulse magnetic isolation pulsed power supply pulsed transformer 强激光与粒子束
2021, 33(11): 115002
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621999
为了研究大气压低温等离子体多路射流阵列的放电特性, 设计一个实现7路低温等离子体射流的放电装置, 采用单电极放电结构, 在开放的大气环境下通入氦气。采用高压窄脉冲重复频率电源激励驱动该放电装置, 电源脉冲宽度约230 ns, 脉冲上升沿约为120 ns。在重复频率为500 Hz的条件下, 通过高速摄影初步发现放电电流脉宽约为110 ns, 且无反向放电。试验结果表明: 平均射流长度随电压幅值增加而增加, 在一定电压幅值时射流长度有达到饱和的趋势, 这是由于射流通道尾部有空气进入, 电压幅值已不再是主要原因; 只有在合适的气体流量值时, 才能够获得较长的平均射流长度, 这是由于气体流量过大或过小时射流均不足以维持形成的放电通道; 此外, 中心电极放电射流长度受气体流量影响较大, 气体流量在一定值时可以观察到中心电极有较长的射流, 射流放电强度较弱, 气体流量过大或过小时中心电极几乎无放电, 这是由于四周电极更易形成放电射流, 削弱了中心电极放电。
大气压氦气 低温等离子体 多路射流阵列 亚微秒级脉冲 射流长度 atmospheric helium gas low temperature plasma jet array sub-microsecond pulse jet length 强激光与粒子束
2016, 28(10): 105004
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 研究生部, 四川 绵阳 621900
为研究亚微秒脉冲激励常压空气介质阻挡放电(DBD)时空演化规律，采用高速摄影相机(ICCD)在ns量级时间曝光范围内，分别在单次及连续放电(500 Hz)情况下研究放电等离子体的发光性质及放电发展过程。结果表明: 在亚微秒高压脉冲平行板结构放电条件下，起始阶段放电表现出不均匀性，随着电流增大发光增强并变得均匀，在回路电流最强位置时放电达到均匀状态，并且放电均匀性在回路电流下降阶段明显好于其上升沿阶段，放电发光强度与电流波形可以很好的吻合。在一定外界参数条件下，二次放电的存在受到电源重复频率、电压幅值等参数的影响。在单次放电条件下可以明显观测到二次放电的存在，相较于一次放电，二次放电更加均匀; 连续状态放电模式下几乎观察不到二次放电。
亚微秒脉冲 介质阻挡放电 高速摄影 二次放电 sub-microsecond dielectric barrier discharge high speed imaging second discharge 强激光与粒子束
2014, 26(4): 045035
