[发明专利]一种方波脉冲产生模块及方波脉冲功率源

说明书

本发明公开了一种方波脉冲产生模块及方波脉冲功率源，其中，方波脉冲产生模块包括绝缘环以及间隔设置于所述绝缘环内的第一脉冲形成线和第二脉冲形成线；所述第一脉冲形成线的开关电极头与所述第二脉冲形成线的开关电极头相向设置，且所述第一脉冲形成线的开关电极头朝上放电，所述第二脉冲形成线的开关电极头朝下放电。本发明的目的在于提供一种方波脉冲产生模块及方波脉冲功率源，本申请提供的方波脉冲功率源不仅能使产生的高功率电脉冲具有快前沿、宽平顶的优势，还使得功率源装置结构紧凑，易于实现轻小型化。

技术领域

本发明涉及脉冲功率科学与技术领域，尤其涉及一种方波脉冲产生模块及方波脉冲功率源。

背景技术

紧凑型脉冲功率源是当前脉冲功率技术发展的重要方向，已广泛应用于便携式脉冲X光机、车载移动式高压脉冲发生器等设备研制以及生物医学、电磁脉冲辐射等研究领域。装置轻小型化，输出脉冲前沿快、平顶宽是紧凑型脉冲功率源技术发展的重要目标。

业内一般采用脉冲形成网络(pulse forming network，PFN)作为脉冲产生单元，并基于Marx发生器原理将多个PFN级联构成的PFN-Marx型脉冲功率源，产生具有一定平顶的高功率电脉冲。

但实际工作中，PFN-Marx型脉冲功率源产生的脉冲一般具有较大的纹波系数，即脉冲顶部呈波浪形，或者脉冲的平顶占比较小，又或者结构较复杂从而难以实现轻小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方波脉冲产生模块及方波脉冲功率源，本申请提供的方波脉冲功率源不仅能使产生的高功率电脉冲具有快前沿、宽平顶的优势，还使得功率源装置结构紧凑，易于实现轻小型化。

本发明通过下述技术方案实现：

在本申请的一个方面中，提供了一种方波脉冲产生模块，该方波脉冲产生模块包括绝缘环以及间隔设置于所述绝缘环内的第一脉冲形成线和第二脉冲形成线；

所述第一脉冲形成线的开关电极头与所述第二脉冲形成线的开关电极头相向设置，且所述第一脉冲形成线的开关电极头朝上放电，所述第二脉冲形成线的开关电极头朝下放电。

现有技术中，一般采用脉冲形成网络(pulse forming network，PFN)作为脉冲产生单元，并基于Marx发生器原理将多个PFN级联构成的PFN-Marx型脉冲功率源，产生具有一定平顶的高功率电脉冲。但实际工作中，PFN-Marx型脉冲功率源产生的脉冲平顶占比较小。基于此，本申请提供了一种方波脉冲产生模块，提出了由两个基于多陶瓷电容器储能的圆弧形脉冲形成线及开关组成的圆环形脉冲形成线组合结构设计，使得在相同工作电压下，1个圆环形脉冲形成线组合可以产生2倍于1个圆弧形脉冲形成线的输出电压，从而解决上述技术问题。

优选地，所述第一脉冲形成线包括第一充电金属板、第一接地金属板以及若干第一陶瓷电容器；

所述第一陶瓷电容器并排设置于所述第一接地金属板和所述第一充电金属板之间，且所述第一陶瓷电容器的两端分别与所述第一接地金属板和所述第一充电金属板电连接；

所述第一充电金属板设置在所述绝缘环上，且所述开关电极头设置于所述第一充电金属板上。

优选地，所述第二脉冲形成线包括第二充电金属板、第二接地金属板以及若干第二陶瓷电容器；

所述第二陶瓷电容器并排设置于所述第二接地金属板和所述第二充电金属板之间，且所述第二陶瓷电容器的两端分别与所述第二接地金属板和所述第二充电金属板电连接；

所述第二接地金属板设置在所述绝缘环上，所述开关电极头设置于所述第二充电金属板上。

优选地，所述绝缘环的外壁设置有定位导向条。

优选地，所述第一脉冲形成线中的第一陶瓷电容器和/或所述第二脉冲形成线中的第二陶瓷电容器的数量为：