神光Ⅲ能源模塊主開(kāi)關(guān)觸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、高功率開(kāi)關(guān)是脈沖電源的關(guān)鍵部件。兩電極氣體間隙開(kāi)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(shí)間短，幅值高的沖擊電壓，適合于兩電極開(kāi)關(guān)的精確放電控制。本文通過(guò)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(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)一套觸發(fā)電壓高、上升時(shí)間小、低抖動(dòng)、安全穩(wěn)定的緊湊型Marx發(fā)生器觸發(fā)系統(tǒng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量驗(yàn)證了觸發(fā)系統(tǒng)的性能。
　　 通過(guò)對(duì)快上升時(shí)間Marx發(fā)生器的

2、的相關(guān)理論研究，本文從氣體開(kāi)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(shí)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(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)的靜電場(chǎng)仿真幾個(gè)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(duì)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(shí)間，幅值，脈寬等信息。仿真結(jié)果表明，空載時(shí)候輸出電壓的峰值為154kV，上升時(shí)間為12ns，均滿足設(shè)計(jì)要求。
　　 在實(shí)驗(yàn)方面通過(guò)測(cè)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(jí)電容器組的充電電壓可以達(dá)到20kV；用硫酸銅分壓器測(cè)量輸出電壓的幅值為140.6kV，上升時(shí)間為13ns，與仿真結(jié)果相吻合，符合神光III能源模塊主開(kāi)關(guān)對(duì)觸發(fā)器的輸出波形的要求。通過(guò)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