一种可调的高压脉冲发生器.pdf

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1、!第!"卷!第#期强激光与粒子束$%&’!"!(%’#!!)**+年#月,-.,/0123456235(7/538-942:25;6;<=!)**+!文章编号!!**!>+?))")**+#*#>*""?>*+一种可调的高压脉冲发生器"肖明珠!!)!!陈光!!!!谈效华)"!’电子科技大学自动化958实验室!四川成都"!**#+$!)’中国工程物理研究院电子工程研究所!四川绵阳")!@**#!!摘!要!!介绍了一种可调的高压脉冲发生器!该发生器主要由储能电容器组%氢闸流管%电压调节器%保护电路%高压变压器等部件组成&储能电容器组的电容量%

2、充电电压和与高压变压器的连接端口可灵活地进行调节!从而使高压脉冲发生器可产生正极性或负极性!脉冲底宽为!’+!+’?"A!脉冲幅度为!*!)**B$的高压脉冲!脉冲的上升沿在*’+!*’""A之间&该高压脉冲发生器有较强的带负载能力!外接负载只要大于!’)B#就能保证性能的稳定&!!关键词!!高压脉冲发生器$!脉冲底宽$!高压脉冲电源!!中图分类号!!8(CD)!!!!文献标识码!!5!!在器件或材料的耐压检测中!常需要不同幅度或宽度的高压脉冲信号!但许多高压脉冲发生器产生的脉冲’!!?(’+(幅度和宽度不可调!或幅度和宽度不能同时可调&

3、本文介绍了一种可调的高压脉冲发生器!这种新型的高压脉冲发生器采用))*$交流供电!可产生正极性或负极性高压脉冲!可重复工作!脉冲幅度在!*!)**B$之间!脉冲底宽在!’+!+’?之间&"A!!系统设计!!该可调新型高压脉冲发生器如图!所示!它主要由两部分组成)脉冲成形部件和控制部件&脉冲成形部件主要有电源网络%充电变压器%倍电电路%电容器组%氢闸流管%电阻分压器和高压变压器&控制部件主要包括电压调节器%比较器%保护电路和触发变压器等&脉冲成形部件和控制部件各自放在一个装置内!通过电缆相互连接&EFG’!!6HIJK

4、%OIFGIP%&L*@>!@$!修订日期!)**

5、?>!!>)"基金项目!中国工程物理研究院基金资助课题作者简介!肖明珠"!@C*,#!男!博士研究生!从事测试技术与仪器%高电压技术研究$绵阳市@!@>#)?信箱$2>K强激光与粒子束第!+卷烯膜和电容器纸组合材料构成!高压变压器采用共耦变压器形式"次级输出与高压绝缘子相接"初级的两个引出端可灵活地与电容器或地端相接!高压变压器装在密封箱内"箱内灌满电容器油或变压器油!!!高压脉冲发生器的工作原理是#供电网络通过充电变压器和倍电电路给电容器组充电"电容器组上的电压经分

6、压后送到调节器和比较器上"当电容器组上的充电电压达到设定的电平时"比较器启动保护电路"触发变压器输出点火脉冲"导通氢闸流管"然后电容器组便通过氢闸流管放电"经高压变压器升压产生高压脉冲!保护电路给触发变压器施加保护电压"大概!"#$"使氢闸流管保持一定的导通时间"确保电容器放电完毕"以保证人员和仪器的安全!同时"保护电路延时一定时间后向比较器输出触发脉冲使比较器返回到起始状态"延时时间大于储能电容放电的时间!保护电路还给电源网络输出联锁信号"使脉冲成形电路与电源网络断开"停止对电容器进行充电"只有在复位信号的作用下"联锁状态才被解开"准备

7、产生下一个脉冲!!!脉冲宽度可调主要是通过改变电容器之间不同的连接组合"从而改变电容器组的电容值来实现$而脉冲幅度可调主要是通过电压调节器来调节电容器组上的充电电压来实现!电压调节器有粗调和微调两个按钮"粗调有%挡"每挡对应着从!&!’&&()中%个不同的量程"微调可在粗调的某一量程中进行全程细调!!!为了减小外接负载对高压发生器的影响"在变压器输出端恒接了一个!*’("保护电阻"并且规定外接负载必须大于!*’(""这样就使高压脉冲发生器总的工作负载在&*+!!*’("之间"保证了调幅调宽的稳定性和可行性!!!技术讨论!!由于调节储能电容

8、的电容值和初始电压可分别调节脉冲底宽和幅度"下面对这一工作机理作一些技术讨论!!!为了讨论方便"给出高压脉冲发生器的主放电回路的等效电路"如图’所示!其中"=是可控开关"!!是电容器组电容""