神光Ⅲ能源模塊主開關(guān)觸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高功率開關(guān)是脈沖電源的關(guān)鍵部件。兩電極氣體間隙開關(guān)具有通流能力大、轉(zhuǎn)移電荷能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),在高功率脈沖電源系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。Marx發(fā)生器能產(chǎn)生上升時間短,幅值高的沖擊電壓,適合于兩電極開關(guān)的精確放電控制。本文通過理論研究和仿真計(jì)算,為神光III能源模塊中的氣體火花開關(guān)設(shè)計(jì)一套觸發(fā)電壓高、上升時間小、低抖動、安全穩(wěn)定的緊湊型Marx發(fā)生器觸發(fā)系統(tǒng),并通過實(shí)驗(yàn)和測量驗(yàn)證了觸發(fā)系統(tǒng)的性能。
   通過對快上升時間Marx發(fā)生器的

2、的相關(guān)理論研究,本文從氣體開關(guān)觸發(fā)系統(tǒng)的輸出脈沖電壓波形的要求(脈沖上升時間小于30ns,峰值約為120kV)出發(fā),設(shè)計(jì)了Marx發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一套外部充電觸發(fā)模塊。內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括原件的選取,電路參數(shù)的計(jì)算以及場畸變開關(guān)的靜電場仿真幾個部分。外部充電觸發(fā)模塊的設(shè)計(jì)包括電路設(shè)計(jì)和元件及結(jié)構(gòu)布置。對內(nèi)部主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,用Atp軟件建立仿真模型,仿真出Marx發(fā)生器的空載輸出波形,和外接水電阻分壓器后的輸出波形,反映了輸出脈沖的

3、上升時間,幅值,脈寬等信息。仿真結(jié)果表明,空載時候輸出電壓的峰值為154kV,上升時間為12ns,均滿足設(shè)計(jì)要求。
   在實(shí)驗(yàn)方面通過測量和計(jì)算,可以看到Marx發(fā)生器的輸入電壓達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,每一級電容器組的充電電壓可以達(dá)到20kV;用硫酸銅分壓器測量輸出電壓的幅值為140.6kV,上升時間為13ns,與仿真結(jié)果相吻合,符合神光III能源模塊主開關(guān)對觸發(fā)器的輸出波形的要求。通過實(shí)驗(yàn)比較選取干燥空氣作為Marx發(fā)生器的內(nèi)部絕緣

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