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1、研究生（脉冲功率）报告题目：脉冲陡化技术学号T201289940姓名肖旋院（系、所）研究生院脉冲陡化技术研究摘要在脉冲功率技术的应用中常常需要使用到快前沿的陡脉冲，如多路MARX发生器的同步触发，开关电路同步，触发电路的极速响应等。在脉冲功率技术领域，这种快前沿的脉冲具有功率高，输入快速的优良特性，也是脉冲功率的一个发展方向。理论上来讲，脉冲电压越高，前沿陡化就越难以实现。实际应用中，往往需要将10微秒量级的脉冲陡化到10纳秒量级甚至于数纳秒量级，而放电电流往往是很大的，这种高电流陡度往往使一般的元器件难于承受。基于这些问题，
2、本文对几种形式的脉冲陡化电路的原理和应用进行了对比，也总结了一般的脉冲陡化电路的应用场合。关键词：前沿；脉冲陡化；同步；仿真分析AbstractIntheapplicationofpulsed-powertechnology，fastrisetimetiggersignalisalwaysaregular.Forexample,MultipleMARXgeneratortriggersynchronous,synchronousswitchcircuit，fastresponseoftriggercircuit.Inthedo
3、mainofpulsed-powertechnology,fastrisetimetiggersignalhavethecharacteristicsofhighpower,excellentinput,andithasbecomeanimportantdirectionofpulsed-power’sdevelopment.Theore-tically,thehigherthepulsevoltageis,themoredifficulttoachievefastrisetime.Inpracticalapplication
4、,itisoftennesessarytosharp10microsecondsmagnitudeofpulseto10nanosecondlevelevenanumbernanosecondlevel,butthecurrentofdischargingisverybig,Thiskindofhighcurrentgradientoftenmakegeneralcomponentsaredifficulttobear.Basedontheseproblems,inthispaper,thesimulationandcompa
5、risonofseveralformsofpulsesharpingcircuitprincipleandapplicationaremade,andthegeneralpulsesharpingcircuitapplicationsissummarized.Keywords:Risetime;PulseSharPening;Synchronous;Simulation一、几种脉冲陡化技术简介1．基于磁开关的脉冲陡化在脉冲放电过程中，电流陡度比较大，在这样的工作状态况下可能使传统的放电开关,如机械式火花隙或无触点离子器件如汞闸
6、流管等,大大降低开关寿命,从而导致系统的可靠性变差。从而磁开关和磁脉冲压缩技术有了运用的余地。图1-1脉冲陡化电路图1如图1所示,高压高频正弦波经半波整流得到正弦半波,从0时刻开始对电容C1充电。在C1充电时磁开关L1的磁芯处于非饱和状态,因此由L1决定的阻抗很大,远大于电容器C2的阻抗，它就相当于一个断开的开关，所以L1两端电压不断上升。当C1的电压达到最大值时L1刚好进入饱和状态,由L1决定的阻抗急剧减小。此时L1产生了阻抗的突变,即完成了开关由断开到闭合的转化。此后,C1通过L1对C2充电。若将C1通过L1对C2充电的时
7、间常数设计得比C0通过L0对C1充电的时间常数小得多,则此间传过来的脉冲将得到一次压缩。同理,可采用多级磁脉冲压缩,以获得所需的陡上升前沿、窄脉宽的高压高频脉冲波形。设输入电压为，频率为，各个电容两端的电压为。（1）式中，=当==…=时，不考虑能量泄漏，电荷被完全转移到各个下一级电容器，此时=，（2）设计磁开关参数,使L1在C0充电到达最大值时刚好饱和。C1充电到最大电压的时间τ1取决于L0的电抗:(3)对于多级磁压缩网络,使后级的非饱和电感远大于前级的饱和电感,设计磁开关参数时都要保证当上一级电容充电到峰值时，电感达到饱和，
8、这样既保证了前一级充电时后一级的高阻状态，又使得能量的传输效率最大。则:（4）式中，=，第n级的充电时间（5）如果磁压缩电路的电抗值不断减小的话，则每一级电路的充电时间会越来越小，脉冲得到逐级压缩。2.基于铁氧体传输线的脉冲陡化技术高压气体开关和磁开关都可以产生前沿小于200
