[发明专利]一种应用于氢闸流管的高压纳秒脉冲触发器

摘要

本发明公开了一种应用于氢闸流管的高压纳秒脉冲触发器，包括充电电源、脉冲形成回路、PFN网络、灯丝加热电路，脉冲触发器中的储能电容充电电压低，很好解决了普通脉冲触发器隔离变压器原边需要高压的问题，使得该脉冲触发器很容易紧凑化、小型化。脉冲形成回路采用快速的IGBT作为开启以及关断的开关，输出脉冲抖动小，幅值稳定，同时需要的IGBT耐压值低，成本低。脉冲触发器的输出脉冲经过PFN网络，可以方便的调节级电容、级电感以及级数，进而方便的改变输出脉冲的上升时间和脉宽。脉冲触发器集成了氢闸流管灯丝加热电路，该电路电流可精细地调节，同时隔离数十kV的高压。脉冲触发器为悬浮输出，可以满足需要正负脉冲的不同场合。

主权项

一种应用于氢闸流管的高压纳秒脉冲触发器，其特征在于：包括充电电源、脉冲形成回路、PFN网络、灯丝加热电路，其中：所述的充电电源给脉冲形成回路中的储能电容(C2)提供能量，该充电电源包括第一调压变压器(T1)、差模扼流圈(L1)、整流二极管(D1)、限流电阻(R1)；所述的第一调压变压器(T1)副边一极、IGBT(Q1)发射极和储能电容(C2)一极共同接地；所述的储能电容(C2)为电解电容器，450V/220uF；所述的差模扼流圈(L1)为400mH,100W；所述脉冲形成回路，升压隔离变压器(T2)原边绕组、储能电容(C2)、IGBT(Q1)以及快恢复电阻(R2)组成RLC网络，在升压隔离变压器(T2)副边绕组产生高压脉冲；所述的升压隔离变压器(T2)采用高压点火线圈，230V/26kV；所述快恢复电阻(R2)在充电过程中与限流电阻(R1)一起作为充电电阻，在脉冲形成过程中，快恢复电阻(R2)、升压隔离变压器(T2)原边绕组、储能电容(C2)以及二极管(D2)组成回路，使得升压隔离变压器(T2)反向振荡电流快速变为零；所述的PFN网络，级电容充电至U，然后通过自击穿球间隙开关(S1)对氢闸流管栅极(R5)放电，若负载匹配则负载脉冲幅值为U/2，输出脉冲脉宽tp由级电容C、级电感L以及级数m综合确定PFN网络特征阻抗由公式确定，各级采用的电容为陶瓷电容，陶瓷电容的容值为470pF，各级电感由高压硅胶线绕制在绝缘管上制成，电感为1.175uH；所述的PFN网络中，第一隔直电容(C3)与第二隔直电容(C4)均为2.5nF，40kV DC，栅极限流电阻(R4)为25Ω，40W，第二隔直电容(C4)串联在自击穿球间隙开关S1的一端，第一隔直电容(C3)与栅极限流电阻(R4)串联后连接到PFN网络输出口的另一端；所述的灯丝加热电路，包括保险丝(F1)、第二调压变压器(T4)、工频高压隔离变压器(T3)、共模扼流圈(T5)以及灯丝(R6)，所述的工频高压隔离变压器(T3)，绕制在铁芯上，原边绕组为漆包线，副边绕组为高压硅胶线；所述的共模扼流圈(T5)为400uH，采用铁氧体磁心，双线并绕，绕制的线为高压硅胶线。