[實用新型]納秒高壓脈沖源、Marx發(fā)生器及其電路仿真模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320564494.7
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN203423662U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭恩全;黃建軍;翟鋒濤;劉順坤;郭永峰
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西海泰電子有限責(zé)任公司
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓脈沖源及其Marx發(fā)生器及Marx發(fā)生器的電路仿真模型。

背景技術(shù)

脈沖功率技術(shù)是研究強電脈沖功率放大的技術(shù)，它以較低功率在較長的時間內(nèi)儲存電場或磁場能量，然后借助于各種開關(guān)進(jìn)行快速能量切換、脈沖壓縮、功率放大，在很短時間內(nèi)將脈沖電磁能量釋放到特定的負(fù)載上，也就是說將脈沖能量在時間尺寸上進(jìn)行壓縮，以獲得在極短時間內(nèi)的高峰值功率輸出。

1996年IEC頒布了EMP波形的最新標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-2-10，即脈沖上升時間2.3±0.5ns，半高寬23±5ns。2007年頒布的美軍標(biāo)MIL-STD-461F也采用了這一標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的最大特點是所要求的瞬變脈沖電磁場上升時間變快，脈寬變窄。

為此研發(fā)緊湊型納秒高壓脈沖源，為瞬變電磁場產(chǎn)生裝置提供前級驅(qū)動源，使得產(chǎn)生的電磁環(huán)境滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為開展戰(zhàn)略武器系統(tǒng)、高新技術(shù)武器系統(tǒng)和軍用衛(wèi)星相關(guān)的HEMP效應(yīng)及其生存能力評估考核技術(shù)研究提供基礎(chǔ)和保障，同時這種高壓脈沖源也可作為其它特定負(fù)載的前級驅(qū)動源。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供一種緊湊型納秒高壓脈沖源，能夠驅(qū)動天線負(fù)載在空間產(chǎn)生瞬變電磁場，瞬變脈沖電磁場具有上升時間變快，脈寬變窄的特點。

本實用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種Marx發(fā)生器，包括殼體、脈沖電容器、氣體火花開關(guān)，其特殊之處在于：所述殼體、脈沖電容器、氣體火花開關(guān)均為圓柱形，且三者同軸設(shè)置，

所述殼體包括金屬殼身及位于殼身兩端與殼身固定連接的輸入端絕緣支撐蓋和輸出端絕緣支撐蓋，

所述脈沖電容器的高壓輸入端靠近輸入端絕緣支撐蓋且與直流電壓引入端連接，所述脈沖電容器的高壓輸出端與氣體火花開關(guān)的高壓電極連接，所述氣體火花開關(guān)的低壓電極靠近輸出端絕緣支撐蓋且與位于輸出端絕緣支撐蓋外側(cè)的高壓輸出端連接，

所述脈沖電容器的高壓輸出端套在殼體內(nèi)的接地圓盤的中心孔內(nèi)，并通過位于高壓輸出端處的環(huán)形連接板與接地圓盤固定連接。

還包括位于殼體下方支撐殼體的基座。

一種緊湊型納秒高壓脈沖源，其特殊之處在于：包括控制單元、高壓直流充電電源及Marx發(fā)生器，

所述控制單元包括電氣控制單元和氣路控制單元，所述電氣控制單元是用來控制高壓直流充電電源開關(guān)的合閘、分閘、高壓升降，實時監(jiān)測高壓直流充電電源的輸出電壓；所述氣路控制單元用于實現(xiàn)Marx發(fā)生器的氣體火花開關(guān)的有效隔離與導(dǎo)通，

所述高壓直流充電電源為Marx發(fā)生器充電，

所述Marx發(fā)生器，包括殼體、脈沖電容器、氣體火花開關(guān)，所述殼體、脈沖電容器、氣體火花開關(guān)均為圓柱形，且三者同軸設(shè)置，

所述殼體包括金屬殼身及位于殼身兩端與殼身固定連接的輸入端絕緣支撐蓋和輸出端絕緣支撐蓋，

所述脈沖電容器的高壓輸入端靠近輸入端絕緣支撐蓋且與直流電壓引入端連接，所述脈沖電容器的高壓輸出端與氣體火花開關(guān)的高壓電極連接，所述氣體火花開關(guān)的低壓電極靠近輸出端絕緣支撐蓋且與位于輸出端絕緣支撐蓋外側(cè)的高壓輸出端連接，

所述脈沖電容器的高壓輸出端套在殼體內(nèi)的接地圓盤的中心孔內(nèi)，并通過位于高壓輸出端處的環(huán)形連接板與接地圓盤固定連接。

還包括位于殼體下方支撐殼體的基座。

一種Marx發(fā)生器全電路仿真模型，其特殊之處在于：包括電容C_m、電感L_m、電阻R_m、自擊穿開關(guān)PSPICE模型Switch01、閉合開關(guān)Switch02、對地雜散電容C_g、并聯(lián)接地電阻R_g、純電阻負(fù)載R_f，

所述電容C_m、對地雜散電容C_g、并聯(lián)接地電阻R_g、純電阻負(fù)載R_f的一端接地，所述電容C_m的另一端與對地雜散電容C_g的另一端之間串聯(lián)電感L_m、電阻R_m及自擊穿開關(guān)PSPICE模型Switch01，

所述對地雜散電容C_g與并聯(lián)接地電阻R_g的另一端共結(jié)點，所述并聯(lián)接地電阻R_g的另一端與純電阻負(fù)載R_f的另一端之間串聯(lián)閉合開關(guān)Switch02，所述純電阻負(fù)載R_f與閉合開關(guān)Switch02的結(jié)點處加電壓。