神光Ⅲ能源模塊主開關觸發(fā)系統(tǒng)結構的研究.pdf

1、高功率開關是脈沖電源的關鍵部件。兩電極氣體間隙開關具有通流能力大、轉移電荷能力強的優(yōu)點，在高功率脈沖電源系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。Marx發(fā)生器能產(chǎn)生上升時間短，幅值高的沖擊電壓，適合于兩電極開關的精確放電控制。本文通過理論研究和仿真計算，為神光III能源模塊中的氣體火花開關設計一套觸發(fā)電壓高、上升時間小、低抖動、安全穩(wěn)定的緊湊型Marx發(fā)生器觸發(fā)系統(tǒng)，并通過實驗和測量驗證了觸發(fā)系統(tǒng)的性能。
　　 通過對快上升時間Marx發(fā)生器的

2、的相關理論研究，本文從氣體開關觸發(fā)系統(tǒng)的輸出脈沖電壓波形的要求（脈沖上升時間小于30ns，峰值約為120kV）出發(fā)，設計了Marx發(fā)生器的內(nèi)部結構和一套外部充電觸發(fā)模塊。內(nèi)部結構的設計主要包括原件的選取，電路參數(shù)的計算以及場畸變開關的靜電場仿真幾個部分。外部充電觸發(fā)模塊的設計包括電路設計和元件及結構布置。對內(nèi)部主要參數(shù)進行計算，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、上升時間，幅值，脈寬等信息。仿真結果表明，空載時候輸出電壓的峰值為154kV，上升時間為12ns，均滿足設計要求。
　　 在實驗方面通過測量和計算，可以看到Marx發(fā)生器的輸入電壓達到了設計要求，每一級電容器組的充電電壓可以達到20kV；用硫酸銅分壓器測量輸出電壓的幅值為140.6kV，上升時間為13ns，與仿真結果相吻合，符合神光III能源模塊主開關對觸發(fā)器的輸出波形的要求。通過實驗比較選取干燥空氣作為Marx發(fā)生器的內(nèi)部絕緣