留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

40路可扩展高压脉冲触发器

周良骥 何安 丁瑜 陈林 王勐 赵越

周良骥, 何安, 丁瑜, 等. 40路可扩展高压脉冲触发器[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 095006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170451
引用本文: 周良骥, 何安, 丁瑜, 等. 40路可扩展高压脉冲触发器[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 095006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170451
Zhou Liangji, He An, Ding Yu, et al. Extendable high voltage trigger unit with 40 output cables[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 095006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170451
Citation: Zhou Liangji, He An, Ding Yu, et al. Extendable high voltage trigger unit with 40 output cables[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 095006. doi: 10.11884/HPLPB201830.170451

40路可扩展高压脉冲触发器

doi: 10.11884/HPLPB201830.170451
详细信息
    作者简介:

    周良骥(1979—),副研究员,从事脉冲功率技术及应用研究; zljcaep@163.com

    通讯作者:

    赵越(1982—),助理研究员,从事脉冲功率技术及应用研究; zy820314001@163.com

  • 中图分类号: TM836

Extendable high voltage trigger unit with 40 output cables

  • 摘要: 直线变压驱动源(LTD)代表一种新型电路拓扑结构,将储能电容分解为容量很小的单元,能够直接输出快脉冲,而且降低了基本器件所承受的电压和导通的能量,为重频长寿命的大型驱动器研制开辟了道路,因而成为下一代大型Z箍缩聚变能源驱动器的主流技术。LTD的设计思想是一种矛盾转移,将难点从极高电压极高电流的闭合开关转移到大阵列开关的同步触发,因此,触发技术成为研制大型LTD型驱动器的重点。提出了一种可扩展的触发技术,以小型Marx发生器作为初级储能源,利用水介质脉冲形成线作为脉冲形成单元,激光触发气体开关作为输出开关,通过高压电缆匹配输出高压脉冲。给出了输出40路高压脉冲的触发器单元的设计和初步实验结果,Marx充电±60 kV时,触发器单元在75 Ω匹配电阻负载输出电压峰值为106 kV,上升时间约27 ns(10%~90%),半高宽约110 ns。作为输出开关的四个激光触发气体开关在~70%工作系数、激光总能量55 mJ的条件下,导通时间差异小于3 ns。
  • 图  1  可扩展触发器单元结构示意图

    Figure  1.  Schematic of extendable trigger unit

    图  2  可扩展触发器单元电路模型

    Figure  2.  Circuit diagram of extendable trigger unit

    图  3  可扩展触发器模拟输出波形

    Figure  3.  Simulation waveform of extendable trigger unit

    图  4  可扩展触发器单元

    Figure  4.  Extendable trigger unit

    图  5  激光器及光路配置

    Figure  5.  Layout of laser and optical path

    图  6  可扩展触发器实验波形

    Figure  6.  Experimental waveform of extendable trigger unit

    图  7  四个激光触发开关输出波形

    Figure  7.  Output pulses of four laser-triggered switches

  • [1] Kim A A, Kovalchuk B M, Bastrikov A N, et al. 100 ns current rise time LTD stage[C]//Proc 13th IEEE International Pulsed Power Conference. 2001: 294-299.
    [2] Kim A A, Bastrikov A N, Volkov S N, et al. 100 GW fast LTD stage[C]//Proc 10th Symposium on High Current Electronics. 2004: 141-144.
    [3] 周良骥, 邓建军, 陈林, 等. 快脉冲直线变压器驱动源模块的原理及实验[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18(10): 1749-1752. http://www.hplpb.com.cn/article/id/2799

    Zhou Liangji, Deng Jianjun, Chen Lin, et al. Design and experiment of linear transformer driver stage. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18(10): 1749-1752 http://www.hplpb.com.cn/article/id/2799
    [4] 陈林, 周良骥, 谢卫平, 等. 100 kA快脉冲直线变压器驱动源模块[J]. 强激光与粒子束, 2010, 22(6): 1407-1410. http://www.hplpb.com.cn/article/id/4670

    Chen Lin, Zhou Liangji, Xie Weiping, et al. Research on 100 kA fast linear transformer driver stage. High Power Laser and Particle Beams, 2010, 22(6): 1407-1410 http://www.hplpb.com.cn/article/id/4670
    [5] 梁天学, 姜晓峰, 孙凤举, 等. 300 kA直线型变压器驱动源模块实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2012, 24(3): 655-658. doi: 10.3788/HPLPB20122403.0655

    Liang Tianxue, Jiang Xiaofeng, Sun Fengju, et al. Experimental investigation of 300 kA fast linear transformer driver stage. High Power Laser and Particle Beams, 2012, 24(3): 655-658 doi: 10.3788/HPLPB20122403.0655
    [6] 周良骥. 快脉冲直线变压器驱动源(LTD)技术初步研究[D]. 北京: 中国工程物理研究院北京研究生部, 2006.

    Zhou Liangji. Initial research of fast linear transformer driver (LTD). Beijing: Graduated School of Chinese Academy of Engineering Physics, 2006
    [7] Stygar W A, Cuneo M E, Headley D I, et al. Architecture of petawatt-class Z-pinch accelerators[J]. Physical Review Special Topics—Accelerators and Beams, 2007: 030401.
    [8] 丰树平, 李洪涛, 曹文彬, 等. Z箍缩实验装置高压低抖动Marx发生器[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21(1): 152-156. http://www.hplpb.com.cn/article/id/3851

    Feng Shuping, Li Hongtao, Cao Wenbin, et al. High voltage low jitter Marx generator of prototype module of primary test stand. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21(1): 152-156 http://www.hplpb.com.cn/article/id/3851
  • 加载中
图(7)
计量
  • 文章访问数:  974
  • HTML全文浏览量:  235
  • PDF下载量:  158
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-09
  • 修回日期:  2018-04-03
  • 刊出日期:  2018-09-15

目录

    /

    返回文章
    返回