樊旭亮,孙 旭,潘亚峰,范红艳

(西北核技术研究所，西安710024)

小型紧凑化是高功率脉冲驱动源的一个重要发展方向[1-4]，能够产生近似方波脉冲的Marx发生器受到了广泛关注[5-8]。一般将传统Marx发生器中的电容器改为脉冲形成网络，可使发生器输出近似方波脉冲，再将各级脉冲形成网络以Marx发生器的形式进行叠加，即可达到增加输出功率、大幅减小脉冲驱动源体积的目的。

近年来，各类大功率近方波Marx发生器大多采用气体开关[9-10]作为控制开关。气体开关具有功率大、通流能力强等特点，但在Marx发生器中，需要使用大量的气体开关。此外，为了提高Marx发生器的稳定性，减小输出抖动，需要配专门的触发器，用以触发发生器中的前几级气体开关，这又增加了系统的复杂性。因此，高功率脉冲驱动源技术的一个更加重要的发展方向就是简单化，追求原理与结构上的双重简单化。

本文提出了基于磁开关的近方波脉冲Marx发生器技术路线，摒弃了传统发生器中的气体开关与触发系统，利用磁开关磁场的同步控制，保证各级开关同步导通。同时，基于多倍频电压脉冲的叠加原理，使得发生器具备输出方波脉冲的能力。

1 基于磁开关的Marx发生器

磁开关 (magnetic switch, MS) 是一种利用磁芯非饱和态与饱和态的切换来实现开关功能的器件，以此为基础，增加初级线圈，发展了可饱和脉冲变压器[11-12](saturable pulse transformer，SPT)。SPT是一种集变压器功能和磁开关功能于一体的固态脉冲功率器件，利用磁芯非饱和态来实现变压器的变压功能，同时，变压器的次级兼做磁开关，利用磁芯由非饱和态到饱和态的转化实现其磁开关功能。……