[發明專利]高電壓、高儲能固態脈沖產生裝置

無效

• 申請號: 200910159403.X
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN101604926A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 夏連勝;石金水;張篁;陳德彪;鄧建軍;章林文;潘海峰;劉云龍;劉星光
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H02M9/02
• 分類號: H02M9/02
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所
• 代理人: 劉 勛

技術領域

本發明涉及一種高電壓脈沖產生裝置。

背景技術

高電壓脈沖產生裝置在民用、國防等領域有著廣泛的用途，用以 實現電功率的壓縮，使220V的市電實現高電壓、高功率瞬間釋放， 用于驅動負載。目前，高電壓脈沖產生裝置主要有油介質脈沖產生裝 置和去離子水介質脈沖產生裝置。此兩類脈沖產生裝置的介質屬于液 態介質。其中，油介質由于其相對介電常數低(～2.3)、儲能密度小 而導致輸出能力不強，并且產生相同寬度電壓脈沖需要設計的脈沖產 生裝置的幾何長度較長。去離子水介質相對介電常數較大(～80)， 可以實現較強的輸出，相對于油介質脈沖產生裝置，儲能密度也較大， 并且產生相同寬度電壓脈沖需要設計的脈沖產生裝置的幾何長度相 對于油介質高電壓脈沖產生裝置要短一些。但由于用于儲能的去離子 水極易被污染而降低電阻率，使裝置輸出能力降低或失效，因此儲能 介質去離子水需要處理裝置進行循環處理，這導致脈沖產生裝置系統 龐大，機動能力差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種固態脈沖產生裝置，相 對于現有技術，提高高壓脈沖形成裝置的儲能密度和輸出能力，同時 提高系統的機動性，降低系統的維護要求。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是：

高電壓、高儲能固態脈沖產生裝置，包括高壓電極，其特征在于， 在相鄰兩個高壓電極之間設置有平板固態介質塊，該相鄰兩個高壓電 極分別安裝在平板固態介質塊相對的兩個面上，其中，所述高壓電極 為平板電極，所述平板電極至少為3個，采用Blumlein結構方式排 列，在相鄰兩個平板電極之間設置上述平板固態介質塊，所述固態介 質塊為陶瓷。

本發明的有益效果是，通過對高電壓脈沖產生裝置的儲能介質的 改進，并采用相關技術手段保證裝置產生脈沖平頂波動小的高電壓脈 沖，使高電壓脈沖產生裝置具有儲能密度高、系統緊湊、機動性強、 維護要求低等優點。同時，采用本專利的技術方案，還可以提高高電 壓脈沖產生裝置的輸出能力，實現數TW的高電壓脈沖輸出，用于驅 動負載。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1的電路圖。

圖2是實施例高壓脈沖產生裝置輸出的電壓脈沖波形。電壓脈沖 波形的半高全寬(Full?Width?of?Half?Magnitude，FWHM)為90ns，脈 沖平頂寬度(99％-100％)為60ns。

圖3是本發明的實施例1的外觀示意圖。

圖4是本發明的實施例2的示意圖。

圖中，1.脈沖產生裝置充電電源，2.充電限流隔離電阻，3.脈沖產 生裝置，4.放電開關，5.負載，6.脈沖產生裝置高壓電極，7.脈沖產生 裝置地電極，81、91高電壓、高儲能固態脈沖產生裝置第一個實施例 的充電電極端，82、92第一個實施例的負載電極端，10.第一個實施 例的固態儲能介質塊，11.第一個實施例輸出的電壓脈沖波形。

具體實施方式

參見圖1-3。

本發明采用擊穿場強高、介電常數大的平板固態介質塊作為儲能 介質，在介質塊兩相對的兩個面各安裝一個高壓電極，構成平板結構 高電壓、高儲能固態脈沖產生裝置。根據使用的工作電壓、負載阻抗 和電壓脈沖寬度要求，確定固態脈沖產生裝置所用儲能介質塊的外形 尺寸。前述儲能介質采用陶瓷材料。

在圖1中，脈沖產生裝置充電電源(1)、充電限流隔離電阻(2) 和脈沖產生裝置串聯(3)。充電限流電阻的一端和脈沖產生裝置充電 電源(1)高壓輸出端相連接，充電限流電阻的另一端和脈沖產生裝 置(3)的高壓端(6)相連接。脈沖產生裝置充電電源(1)的地端 和脈沖形成裝置地電極(7)相連接。脈沖產生裝置(3)的高壓電極 (6)通過放電開關(4)和負載(5)相連接。負載(5)的地端和脈 沖產生裝置(3)的地電極(7)相連接。