脉冲功率源系统中隔离硅堆动态特性分析

在脉冲功率源系统中,隔离硅堆起着模块间隔离与保护的作用。分析隔离硅堆的动态特性有助于在硅堆出现故障时推测其原因。结合实验数据,利用软件仿真分析硅堆上电压与电流的曲线;并探究波形变化原因。结果表明,隔离硅堆内部存在电容效应,且结电容会使与后触发电容相连的二极管上出现较大反压,可能影响硅堆的正常使用。结电容值越大,二极管上电压的过渡过程越长,与后触发电容相连的二极管的反向电压过冲越高;对应的反向电流峰值越高,反向恢复时间越短。

高压多脉冲硅堆汇流结构

利用形成线并联的方法产生高压三脉冲,需要在形成线和加速腔负载间串联硅堆隔离网络,以隔离不同形成线间的相互影响,并将不同形成线先后产生的高压脉冲汇流成三脉冲串传输到加速腔。硅堆放置于封闭的油箱中,箱体结构的设计将直接影响汇流后三脉冲的波形品质和硅堆的使用寿命。通过对高压硅堆内部电势分布的模拟分析和实验验证,明确了影响硅堆使用寿命的主要原因;设计实验测量了汇流结构各部分对汇流脉冲前沿的影响程度,综合分析汇流结构对硅堆使用寿命的影响,明确了汇流结构的优化方向,并在此基础上确定了神龙二号三脉冲直线感应加速器硅堆汇流结构的最终设计。

基于硅堆的猝发高压脉冲源初步实验研究

为了产生驱动多幅闪光照相的高重频猝发高压电脉冲,开展了基于硅堆隔离的猝发高压脉冲发生装置的可行性研究。对普通整流硅堆脉冲条件的导通电流,反向关断时间进行了实验研究;采用脉冲形成线产生矩形脉冲,利用不同长度传输线的传输时延产生多脉冲,以硅堆隔离的方式实现多脉冲在负载的输出。研究表明:硅堆在500 ns脉宽条件下,其电流过载至少736倍,关断时间约200 ns,硅堆的绝缘恢复时间决定产生脉冲的最高重复频率。

多脉冲直线感应加速器外接复位系统

基于硅堆隔离网络的多脉冲直线感应加速器（LIA）需要外接独立的复位系统,以满足其加速腔磁芯在主脉冲励磁前的复位需求.介绍了猝发三脉冲LIA外接复位系统的工作原理、电路参数以及具体的电路设计,并针对大型LIA感应腔数量众多、运行时电磁环境复杂的特点,介绍了复位系统在工程实施中的主要技术难点和最终布局.该复位系统解决了磁芯在励磁和复位这两种高压模式间的切换问题,实现了10～20kV可调复位电压的稳定输出,建立了在复杂电磁环境下可稳定运行的远程监控系统,确保了三脉冲LIA的92个加速腔能够在主脉冲励磁前稳定、快速、充分的复位.

高重复率猝发高压多脉冲加速组元

详细介绍了基于形成线并联和传输线延时两种不同技术路线的MHz重复率猝发多脉冲加速组元的工作原理、应用背景和技术特点,针对现有传输线延时双脉冲加速组元的主要问题提出了一种新的猝发高压双脉冲加速组元设计思路并进行了实验验证,使双脉冲加速组元在兼顾更高稳定性和更好波形品质的同时,解决了双脉冲电压独立调节、间隔调节及单双脉冲模式转换的问题。