罗健　王述仲

【摘 要】高功率脉冲技术是当前国际上很活跃的前沿学科之一，被广泛应用于等离子体发生器、准分子激光器、激光武器等领域，该技术的关键之一是高压纳秒脈冲电源的研制。本文基于磁脉冲压缩技术设计出了一种磁开关，基于此开关所研制的高压脉冲电源能够产生幅值6kV，上升沿约300ns的脉冲。

【关键词】脉冲功率技术；磁脉冲压缩；磁开关；脉冲陡化

中图分类号： TM564；TN78 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）08-0008-003

Development of a Steep Front Pulse Power Supply Based on Magnetic Compression Technology

LUO Jian WANG Shu-zhong

（CLP Power Engineering Co.，Ltd.，Beijing 102200，China）

【Abstract】Pulsed Power Technology is one of the most popular and advanced directions in international science and technology at present， which is widely used in the fields of plasma generators， excimer laser， laser beam weapons，etc. One of the keys to this technology is the pulsed power supplies with nanosecond rise time.In this paper， a switch is designed according to the theory of magnetic pulse compression， pulse with the rise time of 300ns and the amplitude of 6kV is successfully generated by the switch.

【Key words】Pulsed power technology； Magnetic pulse compression； Magnetic switch； Pulse sharpening

0 引言

高功率脉冲技术（High Pulsed Power Technology），实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内的高峰值功率输出。它是基于国防科研需要而发展兴起的一门新兴科学技术。高功率脉冲技术目前已经应用到许多科学研究领域，成为有力的研究工具，例如核爆模拟器，高能闪光灯X射线照相，惯性约束聚变等[1]。同时它也在商业被广泛应用[2-3]，例如，食品保鲜、医用灭菌、水处理等。磁开关技术在高功率脉冲技术中占据特别重要的地位，它本质上是一种具有特定磁滞特性的非线性可饱和电感。相比于传统的火花间隙开关、机械触点式开关、真空开关，磁开关可以提高输出功率，降低开关损耗，延长开关寿命。而且磁开关可靠性高，噪声小，无空气污染，特别适合在高电压、高重复频率的条件下工作。本文首先使用IGBT作为控制器件搭建电路产生幅值达数百伏的脉冲，然后设计脉冲变压器对此脉冲升压至幅值数千伏，最后搭建磁压缩电路对脉冲变压器副边输出脉冲进行陡化，产生纳秒级脉冲。……