强激光与粒子束
2021, 33(10): 105003
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
为了满足在高电压状态下对氧化锌陶瓷(ZnO)元件的检测需要, 研制了一种基于脉冲变压器和脉冲形成网络(PFN)的, 输出电压范围10～80 kV可调, 波形为近方波的高压脉冲源。根据实际研制过程, 分别介绍了高压脉冲源的设计、仿真及系统电路构建。测试了高压脉冲源在标准负载(匹配)和氧化锌陶瓷负载上的输出情况。结果显示: 脉冲顶降小于3%, 顶部波动小于1.5%, 前后沿指标均满足要求。因而, 高压脉冲源可以用于氧化锌陶瓷的性能检测。
脉冲变压器 脉冲形成网络 高压脉冲源 氢闸流管 氧化锌陶瓷 pulse transformer pulse forming net high voltage pulse generator hydrogen thyratron ZnO ceramics 强激光与粒子束
2016, 28(11): 115002
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
给出了基于远程和本地两种控制方式,作为低抖动快前沿重复频率高压脉冲触发源系统的设计原理和方法。研制了一台重复频率为0.01～1 Hz、脉冲输出幅度为10～20 kV、前沿小于10 ns、脉宽大于500 ns以及抖动小于1 ns的高压脉冲触发源。设计上将程控和手动触发信号分别作为重复频率和单次预触发脉冲,驱动后级触发器绝缘栅双极型晶体管,经脉冲变压器变换后控制氢闸流管VE4141放电,实现输出高压脉冲。通过实验结果验证了所采用的设计原理及方法的可行性,给出了外触发脉冲情况下高压脉冲输出的实验结果。
低抖动 快前沿 重复频率 氢闸流管 高压脉冲 触发源 low jitter fast fall time repetitive frequency hydrogen thyratron high voltage pulse trigger 强激光与粒子束
2014, 26(9): 095001
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
根据100 kV Mini-Marx脉冲发生器对触发源的技术要求, 设计了一种基于VE4141型氢闸流管气体开关器件的高压脉冲触发源。该触发源系统输出高压脉冲幅度达到0~30 kV、脉冲前沿小于15 ns、脉冲宽度大于500 ns, 不仅可以接收光、电和手动信号触发, 而且还可以通过接口来控制调整100 kV Mini-Marx发生器的充电电压以及电压显示。采用固态IGBT半导体开关器件产生预触发和主触发脉冲, 控制气体开关氢闸流管VE4141瞬间导通放电输出高压脉冲信号, 触发后级Mini-Marx脉冲发生器产生不小于100 kV的高压脉冲。
Mini-Marx发生器 氢闸流管 抖动 高压脉冲 触发源 Mini-Marx generator thyratron jitter high voltage pulse trigger 强激光与粒子束
2014, 26(8): 085001
1 北京理工大学 机电学院， 北京 100012
2 复杂地面系统仿真重点实验室， 北京 100012
3 中国人民解放军63961部队， 北京 100012
介绍了一种基于感应叠加技术的重复频率脉冲源,分析了同轴屏蔽输出结构磁场的分布。实验时，充电电源工作电压为25 kV，脉冲输出重复频率为20 Hz，2个氢闸流管器件参数相差较大，栅极触发时钟存在约5 ns延时。实验结果表明：氢闸流管触发稳定可靠，输出的脉冲前沿及稳定性仍然不受影响，输出脉冲幅值约为50 kV，证明了感应叠加技术应用于气体开关的可行性。
氢闸流管 感应叠加 重复频率脉冲 磁场 火花开关 触发时钟 hydrogen thyratron inductive-adder repetition frequency pulse magnetic field spark switch trigger clock 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063201
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
根据重复频率脉冲功率系统中大功率开关器件氢闸流管的触发原理,针对选用的VE4141氢闸流管的触发要求,设计了输出频率达到5 kHz的氢闸流管触发系统,可以接收光信号和电压信号触发。采用快前沿MOSFET开关产生两路触发脉冲,一路为预触发脉冲,一路为主触发脉冲。预触发脉冲的输出幅度为500~1000 V,主触发脉冲的幅度为1000~2000 V,两路脉冲之间延时500 ns可调。该触发器可通过部分改动应用于其他的大功率开关器件的触发系统。
脉冲功率 氢闸流管 重复频率 触发 pulse power hydrogen thyratron repetition-rate trigger 强激光与粒子束
2014, 26(4): 045026
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
为研究气体间隙的放电特性，设计了输出幅度在30～100 kV、重复频率1～5 kHz可调的高压脉冲电源。利用谐振充电的原理，将10 kV的初级电源的能量转移到中储电容，中储电容的电压升高到至少18 kV。在光触发信号的作用下,氢闸流管导通，中储电容上的能量通过脉冲变压器放电，在脉冲变压器的副边得到最大幅度为100 kV的负脉冲，其脉宽大于200 ns,前沿时间小于90 ns。整个装置在不加散热系统的情况下,可连续工作1 min以上。
氢闸流管 重复频率 高压脉冲 hydrogen thyratron repetition-rate high-voltage pulse
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
根据重复频率脉冲功率系统中大功率开关器件氢闸流管的触发原理，针对选用的氢闸流管VE4147的触发要求，设计了直流偏压-150 V、空载电压2 000 V、脉冲电流10 A、脉冲宽度800 ns、重复频率10 kHz的触发器。设计中着重从增强抗干扰能力、降低功耗、改善散热等方面进行考虑，保证触发器以10 kHz的重复频率持续工作，已经应用于100 kV/2 kHz高压脉冲电源、70 kV/10 kHz氢闸流管老练平台、150 kV/1 kHz可调脉宽电晕等离子体驱动源等多个重复频率脉冲功率系统中。
脉冲功率系统 氢闸流管 重复频率 触发器 pulsed power system hydrogen thyratron repetition-rate trigger device
1 北京理工大学 机电学院, 北京 100081
2 中国人民解放军 63961部队, 北京 100012
3 安徽工业大学 电气信息学院, 安徽 马鞍山 243002
介绍了小型平板型有界波模拟器的研制和实验, 包括基于氢闸流管感应叠加技术的双指数波重频脉冲源的研制、输出同轴屏蔽结构的设计与输出变压器磁场分布的计算、小型平板型辐射器的设计及工作区内电场的计算与仿真, 给出了辐射器工作区内电场初步测量的结果。实验结果表明:即使在感应叠加单元的氢闸流管器件和栅极触发时钟的参数存在差异的情况下, 辐射器的工作区内电场基本上符合线性叠加原则。
氢闸流管 感应叠加 重复频率脉冲 同轴屏蔽结构 有界波 hydrogen thyratron inductive adding technique repetition frequency pulse coaxial shielding structure bounded wave
中国工程物理研究院,电子工程研究所,四川,绵阳,621900
试验用功率MOSFET驱动氢闸流管,做成幅度可达15kV、前沿小于10ns、抖动低于1ns的高压纳秒级前沿脉冲源.简要介绍了脉冲源的电路结构,着重从氢闸流管储氢器加热电压、阴极加热电压、触发脉冲幅度、前沿和延迟几方面测量分析了其对脉冲源输出特性的影响.
氢闸流管 高压 纳秒级前沿 低抖动 Hydrogen thyratron High voltage Nanosecond rise time Low jitter
