[发明专利]一种产生指数上升脉冲电流的发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种指数上升脉冲电流发生器，是一种产生指数上升脉冲电流的发生器。具体的是一种通过控制两级脉冲调制器的放电，产生一种类似指数上升的脉冲电流发生的装置。从而可以在实验室中可以模拟例如爆磁压缩发生器等指数上升脉冲电流源。

背景技术

在脉冲功率技术中，爆磁压缩发生器是一种广泛应用的脉冲电流源，由于其使用到火炸药，具有实验成本高，实验条件要求高，有一定的危险性等缺点。所以给实验研究带来很多的困难。

目前在实验室中模拟爆磁压缩发生器输出电流一般采用电容放电的形式。但是一般的电容放电和爆磁压缩发生器的电流波形存在很大的区别。电容放电在电流较小的时候电流上升快，在电流较大的时候电流上升慢。而爆磁压缩发生器输出电流是类似指数上升的，在电流较小的时候电流上升慢，在电流较大的时候电流上升快。普通电容放电和爆磁压缩发生器放电的电流波形分别如图1，图2所示。由此可以看到他们输出电流的波形差别很大。这将为在实验室中模拟爆磁压缩发生器输出电流对后级脉冲调制研究带来如下问题：

●电流能量积累不同

●电流能量传递不同

●脉冲压缩及脉冲变换不同

这些差别将会对电爆丝断路开关，隔离间隙气体锐化开关，脉冲变压器及微波变换器的设计带来很大的区别。进而无法在实验室中对爆磁压缩发生器进行精确模拟实验。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种指数上升脉冲电流发生器，解决目前实验室中应用普通电容放电模拟爆磁压缩发生器器输出电流误差大、通用性不强等诸多问题。

技术方案

一种产生指数上升脉冲电流的发生器，其特征在于包括两个高压充电电源、两个脉冲形成网络、两个气体开关、两个气体开关、两个触发脉冲、延时控制器、电爆丝断路开关、气体锐化开关、负载和高压分压测试计；第一高压充电电源连接第一脉冲形成网络，第一脉冲形成网络通过硅堆控制第一气体开关；第二高压充电电源连接第二脉冲形成网络，第二脉冲形成网络控制第二气体开关；第一气体开关和第二气体开关控制电爆丝断路开关和气体锐化开关；气体锐化开关控制负载和高压分压测试计；延时控制器通过第一触发脉冲控制第一气体开关，通过第二触发脉冲控制第二气体开关；所述第一脉冲形成网络包括三级并联的电容、电感串联电路，每级输出通过电感与下一级连接；所述第二脉冲形成网络包括五级并联的电容和电感串联电路，每级输出通过电感与下一级连接；所述第一高压电源的充电电压范围为1KV~20KV，功率为1KW；所述第二高压电源的充电电压范围为20KV~60KV，功率为1KW。

所述第一级脉冲形成网络中三个电容都为60uf；根据所需产生脉冲的上升沿的形状在4uH~9uH范围内选择第一级电感值；第二级电感为5uH；根据所需产生脉冲下降沿的形状在3uH~7uH范围内选择第三级电感值。

所述第二级脉冲行程网络的五个电容都为10uF，根据所需产生脉冲的上升沿的形状在2.5uH~5uH范围内选择第一级电感值，以及在2.8uH~4uH范围内选择第二级电感值；第三级电感取值为3uH；根据所需产生脉冲下降沿的形状在2.8uH~3.8uH范围内选择第四级电感值，以及在2.5uH~5uH范围内选择第五级电感值。

所述第一气体开关的耐压大于20KV；所述第二气体开关的耐压大于60KV。

所述气体开关采用轨道式三电极场畸变结构：两个不锈钢主电极为棒状结构，电极两端采用锥状光滑过度；触发电极横截面形状为倒三角状结构，位于两个主电极正中间，内腔中充SF₆绝缘气体。

所述触发电极采用不锈钢材料。

有益效果

本发明提出的一种指数上升脉冲电流发生器，可以在普通实验室中模拟脉冲爆磁压缩发生器输出电流，其具有使用成本低、可重复使用、通用性强、使用方便安全等优点。

本发明与现有的电容放电比较，具有以下特点：

1、其输出电流由两级脉冲形成网络组成，脉冲形成网络放电产生梯形放电波形，两级脉冲形成网络放电过程进行一定的延时叠加，从而产生类指数上升的脉冲电流，这样就可以模拟爆磁压缩发生器的输出电流。

2、通过改变脉冲形成网络的充电电压，改变脉冲形成网络的电感值，及其两级脉冲形成网络之间的放电延时，就可以在一定范围内对放电电流上升沿波形进行调节。

附图说明

图1普通电容放电电流波形

图2某型爆磁压缩发生器放电电流波形

图3系统组成框图