Blumlein型納秒脈沖發(fā)生器的研制.pdf

1、脈沖功率技術(shù)不僅在國防軍事和科技研究中起著非常重要的作用，而且在工業(yè)應(yīng)用、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等民用領(lǐng)域中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用潛力。但迄今為止還沒有一臺比較適合于商用的納秒脈沖發(fā)生器，因此研制出高性能的納秒脈沖發(fā)生器具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。本文結(jié)合脈沖功率技術(shù)和火花開關(guān)技術(shù)，研制出了一套基于Blumlein傳輸線的納秒脈沖發(fā)生裝置。 分別從波過程和等值電路的角度分析了利用Blumlein傳輸線產(chǎn)生高壓脈沖的工作原理，并用電路仿

2、真軟件Pspice的仿真結(jié)果驗證了理論分析，同時還仿真研究了雜散參數(shù)對Blumlein型脈沖發(fā)生器輸出波形的影響。結(jié)果表明，放電回路的雜散電感、負(fù)載兩端間雜散電容和負(fù)載前端對地雜散電容使脈沖前沿和后沿變緩，且上升時間和下降時間近似與雜散參數(shù)成正比；放電回路電阻使脈沖后沿出現(xiàn)嚴(yán)重的拖尾現(xiàn)象；輸出回路雜散電感使脈沖前沿和后沿產(chǎn)生過沖；負(fù)載后端對地雜散電容也使脈沖前沿產(chǎn)生過沖，但后沿下降到1/2電壓處發(fā)生嚴(yán)重畸變。 研究了場畸變火花開

3、關(guān)的氣壓、間距、電場類型和電極結(jié)構(gòu)，通過合理地設(shè)計絕緣結(jié)構(gòu)，減小了開關(guān)尺寸；應(yīng)用電場仿真軟件Femlab對開關(guān)間隙的電場分布進(jìn)行仿真，驗證了開關(guān)電氣設(shè)計的合理性，從理論上計算了開關(guān)的性能參數(shù)；還對開關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計和加工。開關(guān)試驗研究了擊穿時延與抖動和欠壓比、觸發(fā)電壓之間的關(guān)系，以及開關(guān)的觸發(fā)范圍和觸發(fā)閾值，結(jié)果表明開關(guān)工作在氣壓大于2atm，欠壓比大于80％，觸發(fā)電壓大于15kV的狀態(tài)下，開關(guān)擊穿時延小于100ns，抖動小于10