太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源

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太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源

蔡政平, 李伟松

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蔡政平, 李伟松. 太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

引用本文:

蔡政平, 李伟松. 太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

Cai Zhengping, Li Weisong. Development of high frequency pulsed power supply for THz device test[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

Citation:

Cai Zhengping, Li Weisong. Development of high frequency pulsed power supply for THz device test[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源

doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

蔡政平^,,
李伟松

1.
中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室, 北京 1 001 70

通讯作者:
蔡政平

Development of high frequency pulsed power supply for THz device test

Cai Zhengping^,,
Li Weisong

1.
Key Laboratory of High Power Microwave Sources and Technologies,Institute of Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100170,China

摘要: 为了开展太赫兹器件试验研究，设计了高重复频率脉冲电源系统。电源输出脉冲电压30 kV，脉冲电流200 mA，最大重复频率3 kHz，脉冲宽度10~100 s，采用本地PLC加远程计算机控制模式来实现电源的本控及遥控。对系统的核心部件：充电电源和脉冲开关的拓扑结构进行了研究，并开展了仿真和试验。结果表明：采用LC串联谐振恒流充电技术以提高充电电源工作效率以及在负载打火情况下的可靠性；基于MOSFET并进行优化设计的串联脉冲开关可以获得快速的脉冲前后沿。电源系统的输出指标满足负载工作要求，在高重复频率、打火条件下能够稳定工作。
- 串联谐振 /
- MOSFET /
- 高功率脉冲 /
- 高重复频率
Abstract: The THz device is a new type of microwave device which operates in the 0.1-10 THz frequency band, and it has important application value in the field of communication, imaging, detection and other military applications. Compared with the traditional vacuum microwave devices, the THz device has the characteristics of light load and high duty cycle. A high frequency pulsed power supply system has been developed for the experimental research on THz devices. The output voltage is 30 kV, the pulse current is 200 mA, the maximum frequency is 3 kHz and the pulse width is 10-100 s. The main circuit adopts LC series resonant constant current charging technology to improve the reliability in the case of fire load. At the same time, a series pulse switch based on MOSFETs is developed to obtain fast pulse rise and fall time. A PLC and a computer have been used to realize the local and remote control. Relevant simulation and test show that the system output meets the load requirements, and the system can work stably in high frequency, load arc conditions.
- series resonant circuit /
- MOSFET /
- high power pulse /
- high repetitive frequency

[1]	史晓蕾, 陈锦晖, 王冠文, 王磊, 曾涛, 杨威, 王旭, 苏文同, 吴官健. 一种基于磁饱和变压器的DSRD脉冲电源设计 . 强激光与粒子束, 2020, 32(2): 025020-1-025020-5. doi: 10.11884/HPLPB202032.190387
[2]	刘劲东, 何大勇, 杨兴旺, 王勇. 双谐振拓扑高压脉冲电容器充电电源 . 强激光与粒子束, 2019, 31(04): 040021-. doi: 10.11884/HPLPB201931.180314
[3]	石小燕, 任先文, 刘平, 杨周炳. 基于MOSFET的高重复频率高压脉冲源设计 . 强激光与粒子束, 2019, 31(04): 040022-. doi: 10.11884/HPLPB201931.180321
[4]	毕岚, 薛谦忠, 席宝坤. 用于瞬态高功率脉冲辐射的超宽带天线设计 . 强激光与粒子束, 2018, 30(08): 083007-. doi: 10.11884/HPLPB201830.180001
[5]	罗震, 王军. 毫米波频段下MOSFET漏极电流噪声的统一模型 . 强激光与粒子束, 2017, 29(08): 084103-. doi: 10.11884/HPLPB201729.170054
[6]	王坤, 宋旭鹏, 刘克富. 柔软型高功率脉冲馈线带宽特性分析及实验验证 . 强激光与粒子束, 2017, 29(07): 075001-. doi: 10.11884/HPLPB201729.170050
[7]	黄志娟, 刘美琴, 贡顶, 李勇, 杨志强. GGMOS型静电放电防护器件的高功率微波效应 . 强激光与粒子束, 2016, 28(03): 033024-. doi: 10.11884/HPLPB201628.033024
[8]	务益杰, 彭继迎, 袁瑞霞. 高重复频率1.34 μm调Q锁模Nd:YVO₄激光器 . 强激光与粒子束, 2015, 27(11): 111007-. doi: 10.11884/HPLPB201527.111007
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太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源

doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

蔡政平^,,
李伟松

1. 中国科学院电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室, 北京 1 001 70

通讯作者: 蔡政平

收稿日期: 2017-07-03
修回日期: 2017-10-23
刊出日期: 2018-02-25

关键词:

高功率脉冲 /

高重复频率

摘要: 为了开展太赫兹器件试验研究，设计了高重复频率脉冲电源系统。电源输出脉冲电压30 kV，脉冲电流200 mA，最大重复频率3 kHz，脉冲宽度10~100 s，采用本地PLC加远程计算机控制模式来实现电源的本控及遥控。对系统的核心部件：充电电源和脉冲开关的拓扑结构进行了研究，并开展了仿真和试验。结果表明：采用LC串联谐振恒流充电技术以提高充电电源工作效率以及在负载打火情况下的可靠性；基于MOSFET并进行优化设计的串联脉冲开关可以获得快速的脉冲前后沿。电源系统的输出指标满足负载工作要求，在高重复频率、打火条件下能够稳定工作。

English Abstract

蔡政平, 李伟松. 太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

引用本文:

蔡政平, 李伟松. 太赫兹器件测试用高重复频率高压脉冲电源[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

Cai Zhengping, Li Weisong. Development of high frequency pulsed power supply for THz device test[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

Citation:

Cai Zhengping, Li Weisong. Development of high frequency pulsed power supply for THz device test[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 023101. doi: 10.11884/HPLPB201830.170274

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