100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟

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100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟

邹文康, 周良骥, 陈林, 邓建军

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邹文康, 周良骥, 陈林, 等. 100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟[J]. 强激光与粒子束, 2008, 20.

引用本文:

邹文康, 周良骥, 陈林, 等. 100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟[J]. 强激光与粒子束, 2008, 20.

zou wen-kang, zhou liang-ji, chen lin, et al. Physical design and simulation for a 100 GW LTD system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2008, 20.

Citation:

zou wen-kang, zhou liang-ji, chen lin, et al. Physical design and simulation for a 100 GW LTD system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2008, 20.

100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟

1.
中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川绵阳 621 900

Physical design and simulation for a 100 GW LTD system

1.
Institute of Fluid Physics,CAEP,P.O.Box 919-108,Mianyang 621900,China

摘要: 基于已有四开关组直线变压器驱动源(LTD)模块设计了对1 Ω负载输出电流100 kA、脉冲上升时间小于60 ns的八开关组LTD模块，该模块采用轮辐式结构，由8个储能电容、气体开关、峰化电容器组并联向中心负载放电。在此基础上，给出了峰值功率100 GW、共10级的LTD装置的物理设计，该装置为同轴感应电压叠加型脉冲发生器。通过电路模拟和PIC模拟，对物理设计进行了检验，结果表明：10级八开关组100 kA LTD模块串联可使10 Ω负载获得超过100 GW的功率输出，脉冲上升时间小于60 ns，所选取的结构和参数能保证电子流的磁绝缘，高压脉冲能有效传输到负载。
- 脉冲功率源 /
- 直线变压器驱动源 /
- 层流 /
- 电路模拟 /
- PIC模拟
Abstract: An eight-switch linear tronsformar driver(LTD) module with 100 kA output capability was designed based on a former four-switch one. The spoke-like eight bricks discharge in parallel to drive the load in the center. A 10-stage 100 GW LTD system was physically designed with the newly designed modules. Circuit simulation with Pspice and particle-in-cell (PIC) simulation were done to assess the system’s physical properties. Simulations have proved that the design is reasonable. Voltage was magnetically and inductively added, and the system can drive a 10 Ω load with 100 GW pulse, with rise time of the pulse less than 60 ns.
- pulsed power source /
- linear transformer driver /
- laminar flow /
- circuit simulation /
- pic simulation

[1]	赵海龙, 董烨, 周海京, 王刚华, 王强. 基于NEPTUNE3D开展的脉冲功率装置汇流区三维PIC数值模拟 . 强激光与粒子束, 2020, 32(7): 075005-1-075005-7. doi: 10.11884/HPLPB202032.200066
[2]	郭帆, 王贵林, 邹文康, 陈林, 谢卫平. 聚龙一号装置磁驱动加载实验的全电路模拟 . 强激光与粒子束, 2018, 30(12): 125001-. doi: 10.11884/HPLPB201830.180239
[3]	薛创, 丁宁, 张扬, 肖德龙, 孙顺凯, 宁成, 束小建, . 聚龙一号电磁脉冲形成与传输过程的全电路模拟 . 强激光与粒子束, 2016, 28(01): 015014-. doi: 10.11884/HPLPB201628.015014
[4]	夏广庆, 徐宗琦, 邹存祚, 郝剑昆, 陈茂林, 王鹏. 螺旋波等离子体推进器中双层形成的PIC模拟 . 强激光与粒子束, 2015, 27(11): 115104-. doi: 10.11884/HPLPB201527.115104
[5]	王杰, 陈林, 郭帆, 赵越, 张元军, 李晔, 王勐, 戴英敏. 直线变压器驱动源模块输出电流上升时间调节 . 强激光与粒子束, 2014, 26(04): 045009-. doi: 10.11884/HPLPB201426.045009
[6]	邱剑, 刘克富, 雷宇. 直线变压器驱动源多路开关同步触发技术 . 强激光与粒子束, 2012, 24(04): 765-770. doi: 10.3788/HPLPB20122404.0765
[7]	王庆峰, 刘庆想, 李相强, 张政权, 徐远灿, 胡克松. 直线变压器驱动源两单元模块实验研究 . 强激光与粒子束, 2012, 24(04): 789-792. doi: 10.3788/HPLPB20122404.0789
[8]	来定国, 谢霖燊. Pspice子模块在脉冲功率装置电路模拟中的应用 . 强激光与粒子束, 2012, 24(03): 689-692. doi: 10.3788/HPLPB20122403.0689
[9]	魏浩, 刘鹏, 孙凤举, 尹佳辉, 王志国, 姜晓峰, 梁天学, 刘志刚, 邱爱慈, 张众. 直线变压器驱动源感应腔电路建模方法 . 强激光与粒子束, 2012, 24(05): 1201-1205. doi: 10.3788/HPLPB20122405.1201
[10]	邹文康, 何勇, 陈林, 周良骥, 王勐, 谢卫平, 邓建军. 磁绝缘电压叠加器功率流的电路计算方法 . 强激光与粒子束, 2012, 24(05): 1211-1216. doi: 10.3788/HPLPB20122405.1211
[11]	李名加, 康强, 谭杰, 辛佳祺, 向飞, 王淦平. 基于Blumlein 脉冲形成网络的直线变压器驱动源设计 . 强激光与粒子束, 2011, 23(01): 0- .
[12]	曾正中. PW级Ｚ箍缩驱动源指数传输线的电路模拟 . 强激光与粒子束, 2011, 23(07): 0- .
[13]	王庆峰, 刘庆想, 张政权, 徐远灿, 胡克松. 开关抖动对直线变压器驱动源波形叠加的影响 . 强激光与粒子束, 2010, 22(04): 0- .
[14]	高国强, 王庆峰, 刘庆想, 胡克松. 直线变压器驱动源磁芯能量传递效率 . 强激光与粒子束, 2010, 22(01): 0- .
[15]	王淦平, 向飞, 谭杰, 罗敏, 康强, 曹绍云. 600 kV直线变压器驱动源的设计与模拟 . 强激光与粒子束, 2010, 22(10): 0- .
[16]	余同普, 马燕云, 田成林, 徐涵, 银燕, 邵福球, 常文蔚. 多脉冲激光增强太赫兹辐射的PIC模拟 . 强激光与粒子束, 2008, 20(08): 0- .
[17]	卑华, 戴冬东, 戴志敏. 紧凑型THz源的史密斯-帕塞尔辐射模拟 . 强激光与粒子束, 2008, 20(12): 0- .
[18]	李名加, 许州, 金晓. 三谐振高压脉冲变压器理论分析与模拟 . 强激光与粒子束, 2008, 20(11): 0- .
[19]	周良骥, 邓建军, 陈林, 谢卫平, 丰树平, 关永超, 吴守东, 任靖, 李晔. 磁芯伏秒数对直线变压器驱动源输出参数的影响 . 强激光与粒子束, 2007, 19(01): 0- .
[20]	周良骥, 邓建军, 陈林, 谢卫平, 丰树平, 关永超, 吴守东, 任靖, 李晔. 快脉冲直线变压器驱动源模块的原理及实验 . 强激光与粒子束, 2006, 18(10): 0- .

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100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟

1. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川绵阳 621 900

刊出日期: 2008-02-15

关键词:

脉冲功率源 /

直线变压器驱动源 /

摘要: 基于已有四开关组直线变压器驱动源(LTD)模块设计了对1 Ω负载输出电流100 kA、脉冲上升时间小于60 ns的八开关组LTD模块，该模块采用轮辐式结构，由8个储能电容、气体开关、峰化电容器组并联向中心负载放电。在此基础上，给出了峰值功率100 GW、共10级的LTD装置的物理设计，该装置为同轴感应电压叠加型脉冲发生器。通过电路模拟和PIC模拟，对物理设计进行了检验，结果表明：10级八开关组100 kA LTD模块串联可使10 Ω负载获得超过100 GW的功率输出，脉冲上升时间小于60 ns，所选取的结构和参数能保证电子流的磁绝缘，高压脉冲能有效传输到负载。

English Abstract

邹文康, 周良骥, 陈林, 等. 100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟[J]. 强激光与粒子束, 2008, 20.

引用本文:

邹文康, 周良骥, 陈林, 等. 100 GW直线变压器驱动源的物理设计与模拟[J]. 强激光与粒子束, 2008, 20.

zou wen-kang, zhou liang-ji, chen lin, et al. Physical design and simulation for a 100 GW LTD system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2008, 20.

Citation:

zou wen-kang, zhou liang-ji, chen lin, et al. Physical design and simulation for a 100 GW LTD system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2008, 20.

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