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紧凑型高功率重复频率脉冲电源的高压输出端设计

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更新日期：2023-12-04 15:32
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详细介绍

紧凑型高功率重复频率脉冲电源受其重量和体积尺寸等技术指标的限制，通常需要加入数MPa的气体绝缘介质才能实现其电气性能。其高压输出端设计要同时满足高机械结构强度和高电气绝缘强度要求，必须做到二者间的综合平衡。

高功率重复频率脉冲电源广泛地应用在国防、环保、医疗和科学研究等众多领域，当需要在移动平台上使用时，又对其提出了小型化和轻量化的要求。紧凑型高功率重复频率脉冲电源正是针对上述需求应运而生的。要实现轻量化，首选的绝缘模式是采用气体绝缘，无金属外壳化，或者在绝缘外壳上包覆薄层铝皮外壳来改善电场分布;要实现小型化，在气体绝缘模式下只能提高电源内部的充气压力，因此，通常所见的紧凑型高功率重复频率脉冲电源都工作在数MPa至十几MPa的充气压力下[1]。重复频率在100Hz以下的电源就大多选用气体火花间隙作为开关，电源电路拓扑结构可以选择Marx发生器型或脉冲变压器型[2,3]。在电源电路拓扑结构选用Marx发生器型，特别是选用同轴型Marx发生器时，电源容器两端分别是高压输出端和地电位连接端，这对电源的整体结构设计是非常有利的。本文就介绍了一款由同轴型Marx发生器构成的紧凑型高功率重复频率脉冲电源，其输出脉冲电压800kV，脉冲前沿约1ns，脉冲宽度约3ns，可以在电源重复频率50Hz下稳定可靠工作。

脉冲调制线路原理图