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电感储能型脉冲形成线高重复频率脉冲功率发生器

余亮 須貝太一 德地明 江伟华

余亮, 須貝太一, 德地明, 等. 电感储能型脉冲形成线高重复频率脉冲功率发生器[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 025006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170390
引用本文: 余亮, 須貝太一, 德地明, 等. 电感储能型脉冲形成线高重复频率脉冲功率发生器[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 025006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170390
Yu Liang, Sugai Taichi, Tokuchi Akira, et al. Repetitive pulsed power generator based on inductive-energy-storage pulse forming line[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 025006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170390
Citation: Yu Liang, Sugai Taichi, Tokuchi Akira, et al. Repetitive pulsed power generator based on inductive-energy-storage pulse forming line[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 025006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170390

电感储能型脉冲形成线高重复频率脉冲功率发生器

doi: 10.11884/HPLPB201830.170390
详细信息
    作者简介:

    余亮(1986-),男,博士研究生,主要从事脉冲功率及电力电子器件应用等相关技术研究;yuliang@stn.nagaokaut.ac.jp

  • 中图分类号: TM836

Repetitive pulsed power generator based on inductive-energy-storage pulse forming line

  • 摘要: 利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理,并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性,并进行了初步实验验证,在四模块叠加的情况下,分别实现了4 kV/20 A,20 ns和2 kV/40A,20 ns的短脉冲。实验结果表明,电感型脉冲形成线电压叠加器是一种有潜力的紧凑型高压脉冲发生器。
  • 图  1  电感储能脉冲形成线电路模型

    Figure  1.  Circuit model of inductive pulse forming line

    图  2  电感储能脉冲形成线实验电路原理图

    Figure  2.  Experimental circuit schematic of inductive pulse forming line(IPFL)

    图  3  电感储能脉冲形成线单线放电实验结果波形

    Figure  3.  Experimental waveforms of IPFL using single line

    图  4  电感储能脉冲形成线双线放电实验结果波形

    Figure  4.  Experimental waveforms of IPFL using double line

    图  5  电感储能脉冲形成线单线叠加器电路原理图

    Figure  5.  Circuit diagram of IPFL adder using single line

    图  6  电感储能脉冲形成线单线4模块叠加实验结果

    Figure  6.  Four module superimposed experiment results using IPFL single line

    图  7  电感储能脉冲形成线双线叠加器电路原理图

    Figure  7.  Circuit diagram of IPFL adder using double line

    图  8  电感储能脉冲形成线双线4模块叠加实验结果

    Figure  8.  Four module superimposed experiment results using IPFL double line

    表  1  实验中所用的主要元器件

    Table  1.   Main components used in experiments

    components manufacturer model main parameters
    coaxial cable BELDEN RG174/U Z=50 Ω, C/x=100 pF/m, l=2 m
    MOSFET IXYS DE475-102N21A VDSS=1 kV, ID=24 A(DC), toff=8 ns
    driver IC IXYS IXRFD630 VTyp=15 V, ITyp=28 A
    capacitor Nichicon UVK2A471MHD 100 V, 470 μF (electrolytic)
    Chemicon KTD101B335M55A0T00 100 V, 3.3 μF (ceramic)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-04
  • 修回日期:  2017-11-20
  • 刊出日期:  2018-02-15

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