基于SOS的高重频高压纳秒脉冲源设计

依据高重频高压纳秒脉冲输出的要求,基于半导体断路开关(SOS)的工作特点,设计了高重频高压纳秒脉冲源脉冲发生器线路。分析发生器线路的工作原理,对输出脉冲幅度50 k V/100Ω、脉宽约10 ns^20 ns和重复频率100 k Hz脉冲源的线路中关键器件的参数进行了计算。分析关键器件SOS、饱和脉冲变压器、副开关要求,给出了关键器件的选型参考。

一种新型50MW全固态高压纳秒脉冲源设计

介绍一种输出功率50 MW的新型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计,提出了一种高压纳秒脉冲源线路功率合成设计实现新方法,并用实验证实了该方法的有效性和可行性,实现了全固态、高重频、高压、纳秒脉冲源的高功率输出,满足了实际应用需求。解决了输出功率50 MW全固态纳秒脉冲源设计实现方法、多个高压纳秒脉冲源的高精度同步(小于50ps)、高稳定全固态高压纳秒脉冲源单源模块设计、系统设计的电磁兼容等关键技术问题。采用该线路功率合成新方法设计的高压纳秒脉冲源将为先进高性能小型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计提供基础技术支撑。

高重频高稳定度改进型MARX纳秒脉冲源的设计

基于雪崩三级管雪崩效应,对传统MARX电路进行深入研究分析并进行大量实验,研制出了一种高重频高稳定度的改进型MARX纳秒脉冲源。对传统MARX电路的雪崩三级管触发形式以及脉冲合成方式进行了改进,并设计出PCB电路板,在重频100kHz时,示波器50Ω负载匹配实测产生的脉冲半幅脉宽1.3ns,幅度366V,脉冲波形稳定度高、拖尾小,重频上限可达160kHz,电路性能优良、稳定可靠。目前已应用于超宽带探测雷达发射机系统当中。

低抖动纳秒级前沿的氢闸流管高压脉冲源

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。

一种快速离化波开关及其在高压脉冲源中的应用

讨论了一种先进的基于快速离化波组件漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的开关特性、工作原理及其在高压纳秒脉冲源中的应用。提出一种新方法解决了传统高压纳秒脉冲源设计难以突破的高功率、高重复频率工作问题,实现了高压纳秒源的全固态、高重频、高压、高可靠、长寿命工作。

1kV场效应管纳秒高压宽脉冲驱动源

MOS型功率场效应管具有大的脉冲开关电流(数十安培)、较高的漏源电压(达千伏)、小的导通内阻(欧姆量级)和较快的导通时间(数纳秒)。由于其输入输出电容大，故用其制作的脉冲源抗脉冲电磁干扰能力较强，也因此它的开关速度较慢。采用过驱动能提高MOS型功率场效应管的开关速度。就是使栅极驱动脉冲波形的前沿很快且上冲大大超过额定的栅源驱动电压。为此，在研制过程中，解决了用多个场效应管串、并联组合，形成具有纳秒级陡峭前沿的大电流开关；用多个脉冲变压器并联，对大电流开关输出的信号进行放大和成形；用脉冲变压器的技术解决了大功率脉冲功率合成等关键技术，采用稳定的开关器件等技术和工艺，解决低压电路抗高速高压强电干扰。实现了用固体器件—场效应管，替代国外氢闸流管部分用途的功能。

一种先进高压纳秒脉冲功率合成器设计

提出了一种基于先进高压纳秒脉冲线路功率合成器设计全固态高重频高压纳秒脉冲源新方法,并用实验证实了该方法的有效性和可行性,实现了全固态、高重频、高压、纳秒脉冲源的高功率输出,满足了实际应用需求。解决了全固态高重频纳秒脉冲线路功率合成、多个高压纳秒脉冲源的高精度同步(小于50ps)、高稳定全固态高压纳秒脉冲源单源模块设计、系统设计的电磁兼容等关键技术问题。该高压纳秒脉冲线路功率合成器新方法将为高功率先进高性能小型全固态高重频高压纳秒脉冲源设计提供技术参考。

基于雪崩管的增强型MARX纳秒脉冲源试验研究与实现

基于雪崩三级管雪崩效应,对传统MARX电路的机理进行深入研究,研制出了一种高重频高稳定度的增强型MARX纳秒脉冲源,触发重频在100KHz以上,脉冲最高幅度可达400V以上,半幅脉宽2ns以内。并对改进后的电路进行了大量的参数实验研究,分析了不同参数配置下产生的脉冲属性,最终得出最优的参数配置方式,可满足超宽带雷达发射机的设计需求。

高压场效应管纳秒级双快源

高速高压脉冲源以大电压、快速开关为特点，在激光、X射线探伤、加速器技术等国防科研和高技术领域有着重要作用。一般固体器件快脉冲源均采用雪崩晶体管、阶跃管等设计，输出脉冲可达到高幅度与快前沿，但器件电流驱动能力差，输出脉冲宽度较窄，虽通过级联可以提高输出功率如MARX电路，但提高有限且增加了电路复杂性，使可靠性变差。为克服这些缺点，提出一种采用具有大脉冲开关电流、较高漏源电压、小导通内阻高压场效应管（MOSFET）作为脉冲源开关器件的技术方案，并在实验中采用多管串联及特殊快驱动技术，做成前后沿在约5ns，幅度大于4kV的脉冲源。

爆炸脉冲源为短线充电的初步研究

电爆炸丝断路开关的有效运行，要求输入的电流具有较快的上升时间，而08型爆磁压缩发生器能在20牡s时间内为3μH电感提供能量超过70kJ的电脉冲。先利用电爆炸丝断路开关技术实现脉冲压缩，然后开展了对同轴结构小电容负载（短线）快充电的数值模拟及初步实验研究工作，在30pF的电容负载上获得了大于800kV的充电电压。这种基于爆磁压缩发生器、电爆炸丝断路开关及同轴电容的小型爆炸脉冲源与变阻抗线进行阻抗匹配后，可用于驱动高阻抗负载产生纳秒前沿高压脉冲的实验研究之中。

高电压纳秒气体开关绝缘恢复特性的实验研究

气体开关绝缘恢复曲线中存在的＂平台现象＂,大大延长了开关的绝缘恢复时间,但其存在原因尚未取得共识。为此,结合GW级Tesla型ns脉冲源,在开关工作电压约220 k V情况下,研究了不同气压（0.1~7 MPa）的N2、H2、SF6 3种气体开关的恢复特性及稳定性。结果表明：对于N2、H2开关,随着气压的升高,开关恢复曲线中的＂平台现象＂逐渐减弱,当气压超过一定阈值后,开关＂平台现象＂消失;对于SF6开关,则不存在＂平台现象＂。可见对于N2、H2、SF6 3种气体＂平台现象＂产生的原因是不同的,同时Tesla型脉冲源对开关的＂平台现象＂也具有一定的影响。N2、H2、SF6气体绝缘恢复系数达到95%的最短时间分别为7.1 ms、0.68 ms、5.4 ms。