一种基于LC谐振放电的感应叠加固态脉冲电源

1

作者 翟心哲 陈锦晖 +1 位作者 王冠文 吴官健 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期159-165,共7页

针对加速器传统闸流管半正弦冲击磁铁脉冲电源的低重频以及短寿命问题,研制了一种基于LC谐振放电的半正弦感应叠加脉冲电源。脉冲的产生由两种开关配合控制,变压器初级IGBT作为主动脉冲开启开关,次级高压硅堆作为被动脉冲关断开关,这种... 针对加速器传统闸流管半正弦冲击磁铁脉冲电源的低重频以及短寿命问题,研制了一种基于LC谐振放电的半正弦感应叠加脉冲电源。脉冲的产生由两种开关配合控制,变压器初级IGBT作为主动脉冲开启开关,次级高压硅堆作为被动脉冲关断开关,这种设计提高了有较长关断延时的大功率IGBT在窄脉冲应用的可能性。电源利用变压器磁芯饱和的特性,通过感应叠加初级二次反向谐振实现储能电容能量的自回收,降低了电路的充电时间以及热损耗。通过结合PSpice软件仿真和电路实验,研制出了一台5级叠加的脉冲电源原理样机。测试结果表明,相较于传统闸流管半正弦脉冲电源,该脉冲电源可实现更高的脉冲重复频率以及更低的功率损耗,可为加速器半正弦冲击磁铁系统提供更多设计选择方案。 展开更多

关键词 LC谐振 半正弦脉冲 感应叠加 大功率IGBT 能量回收

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氢闸流管开关和感应叠加技术重频脉冲源的实验研究 被引量：10

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作者 冯德仁 罗进 +3 位作者 徐笑娟 黄锐 杨涛 于成大 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期189-196,189-196,共8页

在电力系统和继电保护设备快速瞬变电磁脉冲群的效应实验中,具有亚μs上升前沿的高压重频脉冲源是关键的设备之一。提出了采用氢闸流管开关结合感应叠加技术实现高压重频脉冲输出的方法。基于变压器理论推导并分析了感应叠加输出方式对... 在电力系统和继电保护设备快速瞬变电磁脉冲群的效应实验中,具有亚μs上升前沿的高压重频脉冲源是关键的设备之一。提出了采用氢闸流管开关结合感应叠加技术实现高压重频脉冲输出的方法。基于变压器理论推导并分析了感应叠加输出方式对脉冲前沿的影响,仿真分析了重频脉冲与单脉冲在频域内的分布情况及变压器的磁场分布,给出了同轴屏蔽结构的设计。应用该方法得到了幅值为50kV的连续5路且前沿在20ns内的重频脉冲输出,该脉冲间隔最小为50μs,并能以10μs为步长调节。实验结果表明:氢闸流管触发稳定可靠,同轴屏蔽结构的感应叠加输出方式可以有效地减小漏感对脉冲前沿的影响,并增加了传输效率。 展开更多

关键词 氢闸流管 感应叠加 重频脉冲 同轴屏蔽 同步 触发

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MOSFET在感应叠加型高压双方波脉冲发生装置中的应用 被引量：8

3

作者 赵鑫 张乔根 +3 位作者 白雁力 龙井华 刘轩东 贺元康 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4066-4072,共7页

为了获得脉冲间距较小并且可随时调节的高压方波脉冲,利用MOSFET响应快、重复频率高的特点研制出了感应叠加型固态高压双脉冲发生装置,该装置主要由8个感应叠加模块组成,每个感应叠加模块由18个并联的功率MOSFET构成。每个功率MOSFET具... 为了获得脉冲间距较小并且可随时调节的高压方波脉冲,利用MOSFET响应快、重复频率高的特点研制出了感应叠加型固态高压双脉冲发生装置,该装置主要由8个感应叠加模块组成,每个感应叠加模块由18个并联的功率MOSFET构成。每个功率MOSFET具有专用的驱动电路,该驱动电路由雪崩晶体管产生的触发脉冲进行同步触发。通过测试,所搭建的8个模块感应叠加装置具有输出高压大电流双方波脉冲的能力,在10Ω负载条件下输出的高压大电流双脉冲的峰值电压达3.6 k V、峰值电流达360 A。输出脉冲底部不平坦度<10%。通过优化调节雪崩触发脉冲的时间一致性,获得的输出高压脉冲的上升沿和下降沿时间分别为20 ns及30 ns。通过调整雪崩触发脉冲源输出的双触发脉冲的脉宽和脉冲间隔,可调节输出高压双脉冲的脉宽及脉冲间隔。 展开更多

关键词 感应叠加 直线型变压器驱动源 高压脉冲发生装置 双方波脉冲 雪崩同步触发

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基于感应叠加原理的模块化脉冲电源的研制 被引量：6

4

作者 程显 夏荣翔 +3 位作者 葛国伟 连昊宇 吕彦鹏 陈硕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期778-785,共8页

针对等离子体及其应用对于高可靠性、小型化高压重频脉冲电源的需求,研制了一种基于感应叠加原理的模块化脉冲电源。该脉冲电源采用绝缘栅门极晶体管(insulated gate bipolar translator,IGBT)作为主开关,基于脉冲变压器升压和感应叠加... 针对等离子体及其应用对于高可靠性、小型化高压重频脉冲电源的需求,研制了一种基于感应叠加原理的模块化脉冲电源。该脉冲电源采用绝缘栅门极晶体管(insulated gate bipolar translator,IGBT)作为主开关,基于脉冲变压器升压和感应叠加原理实现多个单元模块的脉冲电压叠加,从而获得高压短脉冲。首先基于PSpice软件验证该拓扑结构的可行性并为元件选型提供理论指导,最终研制出基于感应叠加原理的脉冲电源的样机,其输出脉冲参数为:幅值为0~15 kV可调,重复频率为1~10 kHz可调,脉宽为5~7μs。脉冲电源采用模块化设计,在保证各模块之间绝缘的前提下,可以通过增加模块数量方便地提高最大输出电压。依托该脉冲电源开展介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体试验,验证了该脉冲电源产生等离子体的可靠性。 展开更多

关键词 固态开关 脉冲变压器 脉冲感应叠加 模块化 介质阻挡放电等离子体

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感应叠加过程行波分析和模拟 被引量：4

5

作者 张篁 夏连胜 李劲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期495-499,共5页

采用变换矩阵为研究工具对感应叠加过程中行波的传播、透射、反射进行了分析,得到了和集中参数分析一致的稳定解,给出了电压随时间变化的细节。建立了3.5 MeV注入器脉冲功率源和感应叠加结构的电路模型,得到的感应腔压模拟波形和实验波... 采用变换矩阵为研究工具对感应叠加过程中行波的传播、透射、反射进行了分析,得到了和集中参数分析一致的稳定解,给出了电压随时间变化的细节。建立了3.5 MeV注入器脉冲功率源和感应叠加结构的电路模型,得到的感应腔压模拟波形和实验波形基本一致,结合行波分析法基本解释了腔压波形和Blumlein线输出波形之间较大差异的成因,阴极叠加电压的模拟也反映了实验中主脉冲后的反射波形。 展开更多

关键词 感应叠加 行波分析 变换矩阵 电路模拟

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基于氢闸流管感应叠加技术的电磁脉冲源实验 被引量：1

6

作者 于成大 邓启斌 +2 位作者 连志平 王永峰 殷树鹏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期217-221,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 氢闸流管 感应叠加 重复频率脉冲 磁场 火花开关 触发时钟

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基于感应叠加原理的充电电源初步研究 被引量：1

7

作者 马勋 李洪涛 《电子设计工程》 2013年第4期116-118,共3页

高功率转换开关是限制大功率高压脉冲调制器重复运行频率的关键因素。为避免高功率转换开关的使用,开展了基于感应叠加原理的高压充电电源初步研究。建立了构成感应叠加充电电源基本单元的脉冲变压器调制电路的数学模型,确立了变压器磁... 高功率转换开关是限制大功率高压脉冲调制器重复运行频率的关键因素。为避免高功率转换开关的使用,开展了基于感应叠加原理的高压充电电源初步研究。建立了构成感应叠加充电电源基本单元的脉冲变压器调制电路的数学模型,确立了变压器磁芯截面的设计原则,以IGBT作为调制器的转换开关,开展了2级感应叠加充电电源的初步实验研究。实验表明与单元脉冲变压器输出电压相比,升压系数接近2,波形没有发生畸变。 展开更多

关键词 高压电源 感应叠加技术 脉冲变压器 IGBT

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基于感应叠加技术的重复频率电磁脉冲模拟器

8

作者 于成大 徐笑娟 +2 位作者 罗进 何山红 冯德仁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期162-166,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 氢闸流管 感应叠加 重复频率脉冲 同轴屏蔽结构 有界波

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基于感应叠加技术重频脉冲源的研制

9

作者 徐笑娟 罗进 +1 位作者 牛孝如 汪光阳 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2012年第6期66-68,共3页

具有亚微秒上升前沿的高压大电流重频脉冲源在生产和科研领域有着广泛应用,由于导通电流大、工作电压高,脉冲源一般选用气体火花开关。由于气体电离的恢复特性,普通气体火花开关难以做到较高频率下的重复导通。氢闸流管开关由于特殊的... 具有亚微秒上升前沿的高压大电流重频脉冲源在生产和科研领域有着广泛应用,由于导通电流大、工作电压高,脉冲源一般选用气体火花开关。由于气体电离的恢复特性,普通气体火花开关难以做到较高频率下的重复导通。氢闸流管开关由于特殊的工艺结构,具有稳定可靠的触发和快速的脉冲上升前沿,适宜作为重频脉冲源的开关。介绍了基于感应叠加方法用较低工作电压的氢闸流管开关获得数倍高压输出的重频脉冲的原理,分析了同轴屏蔽输出结构磁场的分布以及高压重频源的实现方法。 展开更多

关键词 重频脉冲源 氢闸流管 感应叠加

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感应电压叠加器驱动阳极杆箍缩二极管型脉冲X射线源 被引量：26

10

作者 孙凤举 邱爱慈 +16 位作者 杨海亮 曾江涛 盖同阳 梁天学 尹佳辉 孙剑锋 丛培天 黄建军 苏兆峰 高屹 刘志钢 姜晓峰 李静雅 张众 宋顾舟 裴明敬 牛胜利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期936-940,共5页

介绍了自行研制的用于闪光照相且基于感应电压叠加器和阳极杆箍缩二极管的X射线源的组成、结构和主要参数。输出电压3 MV的Marx发生器给阻抗7.8Ω水介质脉冲形成线充电,产生脉宽约70ns,电压约1 MV的高功率脉冲,经过峰化开关和预脉冲开... 介绍了自行研制的用于闪光照相且基于感应电压叠加器和阳极杆箍缩二极管的X射线源的组成、结构和主要参数。输出电压3 MV的Marx发生器给阻抗7.8Ω水介质脉冲形成线充电,产生脉宽约70ns,电压约1 MV的高功率脉冲,经过峰化开关和预脉冲开关后分成3路馈入三级感应电压叠加器感应腔进行电压叠加,感应电压叠加器次级采用真空绝缘传输线,阻抗从40Ω变成60Ω,驱动阳极杆箍缩二极管,二极管阴极为石墨,阳极为直径1.2 mm的钨杆,石墨阴极产生的电子束在电流自磁场作用下发生箍缩,轰击阳极,产生小焦斑脉冲X射线。该装置在Marx充电电压为±35 kV时,二极管电压约2.0 MV,二极管电流约为50kA,半高宽约80 ns;X射线半高宽约为40 ns,剂量约为28 mGy,焦斑约为0.95 mm。利用该X射线源拍摄到了炸药爆炸产生的层裂碎片不同飞行时间的图像。 展开更多

关键词 感应电压叠加器 阳极杆箍缩二极管 闪光照相 层裂碎片 脉冲X射线

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3MV感应电压叠加器的磁感应腔研制 被引量：9

11

作者 丛培天 张国伟 +6 位作者 吴撼宇 孙剑锋 李静雅 苏兆峰 杨海亮 孙凤举 邱爱慈 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期563-568,共6页

根据脉冲驱动源和负载参数,提出了3 MV感应电压叠加器磁感应腔的设计指标为1.2 MV/70ns。由感应腔的电流传输效率和真空同轴线绝缘要求,确定了磁芯的几何尺寸;研制了矩形比为0.5的预退火非晶磁环,明确磁环数量不少于6只;在30 T/s时,实... 根据脉冲驱动源和负载参数,提出了3 MV感应电压叠加器磁感应腔的设计指标为1.2 MV/70ns。由感应腔的电流传输效率和真空同轴线绝缘要求,确定了磁芯的几何尺寸;研制了矩形比为0.5的预退火非晶磁环,明确磁环数量不少于6只;在30 T/s时,实验测量的最大脉冲相对磁导率与饱和波模型计算结果相当;估算磁感应腔的等效激磁电感约为7.3μH,涡流损耗电阻约为139Ω。根据临界击穿场强的经验公式,采用电场数值分析方法,确定了磁感应腔的电气结构;实验验证了磁感应腔设计有效性;建立了基于磁感应腔的3 MV感应电压叠加器全电路模型,阳极杆箍缩二极管电压、电流计算波形,与实验结果基本相符。 展开更多

关键词 感应电压叠加器 磁感应腔 磁环 击穿场强 阳极杆箍缩 角向传输线 电路模型

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感应电压叠加器中水介质开关脉冲自击穿特性 被引量：3

12

作者 尹佳辉 孙凤举 +4 位作者 邱爱慈 杨海亮 曾江涛 梁天学 黄建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期147-151,共5页

设计了应用于感应电压叠加器中的水介质主开关与峰化开关,主开关的电极结构为"平板-环型",峰化开关的电极结构为"环型"。研究了开关在300 ns脉冲电压下的自击穿特性,给出了不同工作电压下开关的间隙距离。实验结果... 设计了应用于感应电压叠加器中的水介质主开关与峰化开关,主开关的电极结构为"平板-环型",峰化开关的电极结构为"环型"。研究了开关在300 ns脉冲电压下的自击穿特性,给出了不同工作电压下开关的间隙距离。实验结果表明,主开关与峰化开关的结构合理、击穿特性稳定、相互配合良好,峰化开关可以有效地峰化主脉冲,降低预脉冲的幅值。主开关的实验结果同时验证了Martin经验公式的适用性。 展开更多

关键词 感应电压叠加器 MV级开关 自击穿特性 主开关 峰化开关 预脉冲

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感应电压叠加器感应腔磁芯直流去磁研究 被引量：1

13

作者 杨实 呼义翔 +2 位作者 曾江涛 任书庆 何德雨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期44-48,共5页

根据感应电压叠加器感应腔的工作需求,针对感应腔磁芯的高效可靠应用,一般在感应腔工作前都要对磁芯进行去磁,以实现磁芯的利用最大化,减少磁性材料用量,降低设备体积和造价。通过对磁性材料性能的研究分析,得出了相对于传统的脉冲去磁... 根据感应电压叠加器感应腔的工作需求,针对感应腔磁芯的高效可靠应用,一般在感应腔工作前都要对磁芯进行去磁,以实现磁芯的利用最大化,减少磁性材料用量,降低设备体积和造价。通过对磁性材料性能的研究分析,得出了相对于传统的脉冲去磁方式,直流去磁具有电压低、电流小、易绝缘、电极烧蚀小、对变压器油无污染、成本低等优点的结论。根据去磁电流引入位置的不同,研究了两种使用直流对感应腔磁芯进行去磁的方法,并对这两种直流去磁的方法进行了深入地分析和模拟计算,验证了直流去磁的可行性和优越性。 展开更多

关键词 感应电压叠加器 感应腔 磁芯 去磁

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感应电压叠加器模块对方波脉冲的响应 被引量：2

14

作者 孟志鹏 杨实 +1 位作者 杨汉武 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1949-1953,共5页

为了解感应电压叠加器(IVA)对馈入脉冲的响应特性,尤其对上升前沿、平顶的影响,从理论和实验两个方面对IVA模块进行了研究。介绍了IVA的工作原理,利用集总参数方法建立了相应的电路模型,通过拉普拉斯变换分析了感应电压叠加器对方波脉... 为了解感应电压叠加器(IVA)对馈入脉冲的响应特性,尤其对上升前沿、平顶的影响,从理论和实验两个方面对IVA模块进行了研究。介绍了IVA的工作原理,利用集总参数方法建立了相应的电路模型,通过拉普拉斯变换分析了感应电压叠加器对方波脉冲上升前沿和平顶的响应,并在一个特定的IVA模块上进行了实验研究。选择输出阻抗约1.2Ω、脉宽约1μs的脉冲形成网络作为馈源,在匹配负载上得到的波形与输入波形在幅值、上升前沿方面达到了很好的吻合,平顶出现略微的顶降,与理论预期相一致。 展开更多

关键词 脉冲功率 感应电压叠加器 响应特性 脉冲形成网络 拉普拉斯变换

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单/双路馈入磁绝缘感应电压叠加器感应腔角向传输线的优化 被引量：3

15

作者 魏浩 孙凤举 +3 位作者 邱爱慈 梁天学 呼义翔 尹佳辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2232-2237,共6页

角向传输线作为磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔的关键部件,对MIVA感应腔馈入电流角向均匀分布,以及感应腔输出响应有决定性影响。为此,从馈入电流角向分布、阻抗匹配、绝缘安全等方面阐述了MIVA感应腔角向传输线的物理设计原则。针... 角向传输线作为磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔的关键部件,对MIVA感应腔馈入电流角向均匀分布,以及感应腔输出响应有决定性影响。为此,从馈入电流角向分布、阻抗匹配、绝缘安全等方面阐述了MIVA感应腔角向传输线的物理设计原则。针对双路和单路两种脉冲馈入方式,分别给出了优化的角向传输线结构。采用3维全尺寸、瞬态电磁模型对馈入电流角向分布和感应腔输出脉冲进行了模拟计算。结果表明,双路馈入MIVA感应腔馈入电流均匀性较好,设计角向传输线时首要考虑因素是降低角向线阻抗来改善感应腔输出脉冲响应,减小输出波形畸变。单路馈入MIVA感应腔馈入电流不均匀程度显著增大,采用非对称的角向线结构可提高馈入电流均匀性。双路和单路馈入MIVA感应腔电流角向不均匀系数最低分别为3%和9%。 展开更多

关键词 磁绝缘感应电压叠加器 脉冲馈入方式 角向传输线 电流角向均匀性 阻抗匹配 瞬态电磁模型

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磁绝缘感应电压叠加器注入电流空间非均匀分布及影响因素分析 被引量：1

16

作者 魏浩 孙凤举 +1 位作者 邱爱慈 呼义翔 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期62-70,103,共10页

磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典... 磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典型结构下感应腔初级注入电流空间分布和次级磁场强度的分布特性。给出电流不均匀系数δ(t)的动态变化过程,仿真分析注入电流脉宽、感应腔初级绝缘介质、脉冲馈入路数及时间抖动等因素对δ(t)的影响规律。结果表明,δ(t)动态过程分为快速下降、稳定和缓慢下降三个阶段,注入电流脉宽影响稳定阶段持续时间和缓慢下降阶段;初级绝缘介质影响感应腔内电磁脉冲传播速率,进而对电流空间分布产生影响;注入脉冲路数对注入电流空间分布有决定性影响;双路脉冲馈入感应腔注入时间不同步时,不均匀系数发生改变。开展了单级感应腔注入电流空间分布实验,验证了电磁计算的正确性。 展开更多

关键词 磁绝缘感应电压叠加器 感应腔 注入电流 空间非均匀分布 不均匀系数

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欠匹配型磁绝缘感应电压叠加器次级阻抗优化方法 被引量：1

17

作者 魏浩 孙凤举 +1 位作者 呼义翔 邱爱慈 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第20期255-261,共7页

磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)次级阻抗对脉冲功率驱动源和负载之间的功率耦合具有重要影响.基于稳态磁绝缘Creedon层流理论和鞘层电子流再俘获(re-trapping)理论,建立了负载欠匹配型MIVA电路分析方法,数值分析获得了MIVA输出参数(输出电... 磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)次级阻抗对脉冲功率驱动源和负载之间的功率耦合具有重要影响.基于稳态磁绝缘Creedon层流理论和鞘层电子流再俘获(re-trapping)理论,建立了负载欠匹配型MIVA电路分析方法,数值分析获得了MIVA输出参数(输出电压、阴/阳极电流和电功率)随负载欠匹配程度的变化规律.考虑阴极传导电流作为闪光X射线照相二极管的有效电流,建立了以MIVA末端X射线剂量率最大为目标的次级阻抗优化方法.获得了欠匹配型MIVA次级优化阻抗Z_(op)~*的变化规律:随着X射线剂量率对电压依赖程度提高,欠匹配型MIVA次级优化阻抗Z_(op)~*呈指数降低;负载阻抗越大,Z_(op)~*越大. 展开更多

关键词 磁绝缘感应电压叠加器 次级阻抗 磁绝缘最小电流 鞘层电子流再俘获

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多级串联磁绝缘感应电压叠加器次级阻抗优化 被引量：1

18

作者 呼义翔 孙凤举 +1 位作者 曾江涛 丛培天 《现代应用物理》 2015年第3期191-196,共6页

基于Thevenin原理,建立了一种多级串联磁绝缘感应电压叠加器(magneticallyinsulated induction voltage adder,MIVA)等效电路模型。依据磁绝缘限定条件,给出了MIVA次级磁绝缘传输线(magnetically-insulated transmission line,MITL)最... 基于Thevenin原理,建立了一种多级串联磁绝缘感应电压叠加器(magneticallyinsulated induction voltage adder,MIVA)等效电路模型。依据磁绝缘限定条件,给出了MIVA次级磁绝缘传输线(magnetically-insulated transmission line,MITL)最小磁绝缘电流估计方法。仿真分析了12级串联MIVA电压和电流输出特性,结合X射线剂量率计算式,给出了X射线剂量率随次级MITL运行阻抗变化的分布规律。结果表明,多级串联MIVA输出X射线剂量率随次级运行阻抗的增大呈先增大后减小的趋势,MITL存在一个最佳运行阻抗,可使输出的X射线剂量率最大。基于Mendel和Creedon磁绝缘模型,对比给出了次级MITL几何阻抗的两种估计模型,结果表明,除第1级外,其余各级用两种模型估计的几何阻抗偏差系数均小于2%。 展开更多

关键词 感应电压叠加器 磁绝缘传输线 运行阻抗 几何阻抗 X射线剂量率

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感应电压叠加装置中角向传输线阻抗计算

19

作者 郭帆 蒋吉昊 +4 位作者 龚伯仪 陈林 邹文康 王勐 谢卫平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期134-138,共5页

在进行感应电压叠加装置设计时,为了使初级脉冲形成与传输系统产生的快前沿高压脉冲均匀耦合到次级传输线,需要建立感应腔的二维电路模型对电磁波在角向传输线中的传播过程进行分析,并基于电路计算结果优化设计角向传输线阻抗分布规律,... 在进行感应电压叠加装置设计时,为了使初级脉冲形成与传输系统产生的快前沿高压脉冲均匀耦合到次级传输线,需要建立感应腔的二维电路模型对电磁波在角向传输线中的传播过程进行分析,并基于电路计算结果优化设计角向传输线阻抗分布规律,使次级传输线中电流能够均匀分布。由于角向传输线结构复杂,没有精确求解阻抗值的解析公式,介绍了一种基于电报方程和瞬态电磁场仿真求解复杂结构传输线阻抗值的方法,采用该方法对等宽度和变化宽度两种结构角向传输线阻抗值进行了评估。研究结果表明,相比于三平板传输线阻抗计算公式,采用微带传输线阻抗计算公式对角向传输线阻抗值进行求解结果更加精确。 展开更多

关键词 感应电压叠加装置 感应腔 角向传输线 微带传输线 阻抗

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4 MV感应电压叠加器的电压测量

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作者 卫兵 郭帆 +3 位作者 康军军 耿力东 李勇 夏明鹤 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期117-122,共6页

为测量4 MV感应电压叠加器的电压,设计和标定了多个D-dot电压探头。频响测试结果表明探头频率上限大于270 MHz,满足待测电压信号频率响应需求。标定中,由于分压器与探头的安装位置不同,为了避免传输线阻抗失配导致快前沿电压信号在不同... 为测量4 MV感应电压叠加器的电压,设计和标定了多个D-dot电压探头。频响测试结果表明探头频率上限大于270 MHz,满足待测电压信号频率响应需求。标定中,由于分压器与探头的安装位置不同,为了避免传输线阻抗失配导致快前沿电压信号在不同测量点的电压波形差异,采用前沿数百纳秒的脉冲信号开展标定。由于探头的低频特性同时满足标定与实测的需求,因而标定的准确性得以保证。考虑装配结构及精度对探头灵敏度的直接影响,次级电压探头采取了在感应腔逐级安装过程中的在线标定方法。由于靠近二极管的电压探头受到电子等影响导致波形畸变,因此直接测量负载电压存在困难。4 MV装置的多发实验结果表明,输出端传输线上电压波形与其下游位置电压波形之差,与用两者之间电感计算的电压波形相吻合,说明采用二极管上游电压探头的测量结果来计算二极管电压是行之有效的。 展开更多

关键词 感应电压叠加器 脉冲电压 D-dot探头 频率响应 标定

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