100kA快脉冲直线变压器驱动源模块 被引量：20

1

作者 陈林 周良骥 +7 位作者 谢卫平 丰树平 任靖 吴守东 李晔 邹文康 戴英敏 秦卫东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1407-1410,共4页

介绍了100 kA快脉冲直线变压器驱动源原型模块及其采用的200 kV多级多通道气体开关的设计和初步实验结果。该模块由20台100 kV/20 nF电容器按10个支路并联组成,其中每个支路包括2台电容器、1只多级多通道开关以及相应的传输线。模块直径... 介绍了100 kA快脉冲直线变压器驱动源原型模块及其采用的200 kV多级多通道气体开关的设计和初步实验结果。该模块由20台100 kV/20 nF电容器按10个支路并联组成,其中每个支路包括2台电容器、1只多级多通道开关以及相应的传输线。模块直径约1.5 m,厚度仅为20 cm。采用B-dot探针诊断负载电流。当充电电压为±90 kV时,在1.1Ω负载上可得到102.2 kA的峰值电流,上升时间为53.6 ns,脉冲宽度为133 ns。实验结果表明,该快脉冲直线变压器驱动源模块具有较好的快脉冲输出能力。 展开更多

关键词 快脉冲直线变压器驱动源 多级多通道开关 抖动 磁芯 B-dot探针

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1MA直线型变压器驱动源模块设计 被引量：20

2

作者 周良骥 邓建军 +5 位作者 陈林 戴英敏 王勐 谢卫平 丰树平 杨礼兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期465-468,共4页

介绍了输出电流幅值为1MA，电流上升时间为100ns的快脉冲直线型变压器驱动源（LTD）模块的设计。模块由48个子块并联组成，每个子块由2个电容器和一个多级气体开关串联组成。48个开关由8路高压脉冲触发，每路高压脉冲（100kV／50ns）触... 介绍了输出电流幅值为1MA，电流上升时间为100ns的快脉冲直线型变压器驱动源（LTD）模块的设计。模块由48个子块并联组成，每个子块由2个电容器和一个多级气体开关串联组成。48个开关由8路高压脉冲触发，每路高压脉冲（100kV／50ns）触发6个开关。电路模拟显示，在充电90kV条件下，输出电流幅值为1．04MA，电流上升时间为84．5ns（0-100％）和52ns（10％～90％）。电路模拟时的参数设置以实验数据为基础，开关的工作条件与已研制成功的100kA—LTD模块中的开关工作条件近似，模块设计工作于腔体注油状态以保证高压运行安全，能够保证模块达到设计要求。 展开更多

关键词 快脉冲直线型变压器驱动源 多级气体开关 电路模拟 机械设计

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200kV/100kA低抖动环轨式多通道场畸变开关 被引量：11

3

作者 李洪涛 丁伯南 +10 位作者 谢卫平 邓建军 王厚明 王玉娟 傅贞 万步勇 任靖 孟维涛 龚德森 秦卫东 戴英敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期288-292,共5页

　研制了一种200kV/100kA环轨式场畸变开关。对该开关以Ar,N2,SF6及SF6/N2,SF6/Ar混合气为工作介质的耐压及触发性能研究结果表明:该开关耐压最大偏差小于自击穿电击的4%;欠压比大于等于自击穿电击的80%时,抖动极差小于2ns,标准方差抖... 　研制了一种200kV/100kA环轨式场畸变开关。对该开关以Ar,N2,SF6及SF6/N2,SF6/Ar混合气为工作介质的耐压及触发性能研究结果表明:该开关耐压最大偏差小于自击穿电击的4%;欠压比大于等于自击穿电击的80%时,抖动极差小于2ns,标准方差抖动小于等于1ns;实现了多通道导通,通道数大于等于3;开关工作范围极大,在欠压比大于等于自击穿电击的20%时抖动极差小于2.85ns。 展开更多

关键词 环形电极 延迟 抖动 多通道 触发范围 脉冲功率 环轨式场畸变开关

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Marx发生器驱动的电感储能型脉冲功率源 被引量：9

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作者 郝世荣 谢卫平 +6 位作者 丁伯南 王敏华 杨宇 伍友成 戴英敏 张南川 韩文辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期657-660,共4页

为研制电感储能型高功率脉冲源,实验研究了采用Marx发生器驱动电感储能-电爆炸丝断路开关的技术途径。研究表明,以等效电容1μF的Marx发生器作为能源,采用1.5μH的储能电感和上百根直径0.05mm、长560mm金属丝并联形成的断路开关,在Marx... 为研制电感储能型高功率脉冲源,实验研究了采用Marx发生器驱动电感储能-电爆炸丝断路开关的技术途径。研究表明,以等效电容1μF的Marx发生器作为能源,采用1.5μH的储能电感和上百根直径0.05mm、长560mm金属丝并联形成的断路开关,在Marx发生器等效输出电压>180kV时,可在约10Ω负载上输出峰值功率>40GW,能量传递效率>50%,脉宽近200ns,前沿约50ns的脉冲,从而证明该技术途径可较大幅度提高脉冲功率源的输出功率和能量传递效率。 展开更多

关键词 MARX发生器 电感储能 电爆炸丝 断路开关 脉冲功率源

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LTD模块气体开关电极材料烧蚀性能实验 被引量：12

5

作者 刘瑜 陈林 +4 位作者 戴英敏 章乐 王杰 金博 张元军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期276-280,共5页

针对直线变压器驱动源(LTD)对开关的长寿命需求,基于前期研制的200kV低抖动多间隙气体开关电极几何参数以及开关通流水平,详细开展了不同电极材料(钼、黄铜、铜钨合金、高密度石墨、304和321不锈钢)的烧蚀性能实验。实验结果表明,在单... 针对直线变压器驱动源(LTD)对开关的长寿命需求,基于前期研制的200kV低抖动多间隙气体开关电极几何参数以及开关通流水平,详细开展了不同电极材料(钼、黄铜、铜钨合金、高密度石墨、304和321不锈钢)的烧蚀性能实验。实验结果表明,在单次电荷转移量15.4mC,脉冲电流20kA条件下,体积烧蚀速率从大到小依次为:石墨、黄铜、铜钨合金、钼、不锈钢。电极烧蚀微观形貌分析表明,不锈钢是用于LTD开关相对较好的电极材料。根据不锈钢电极的体积烧蚀速率,可知理论上LTD开关的运行寿命可以超过1×106次,但前提是开关外壳需保持足够的绝缘强度。 展开更多

关键词 Z箍缩 直线变压器驱动源 气体火花开关 电极烧蚀

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高功率Z-pinch装置5MV主开关及开关区设计 被引量：9

6

作者 李洪涛 王玉娟 +11 位作者 夏明鹤 关永超 傅贞 丁胜 任靖 孟维涛 戴英敏 韩文辉 丁伯南 丰树平 谢卫平 邓建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期459-462,共4页

基于激光等离子体和过电压波击穿原理研制了应用于高功率“Z-pinch”装置的22级5 MV激光触发多级多通道开关,采用钳位环技术解决了狭小空间的匀场问题,过压自击穿间隙场分布不均匀度约为0.080,激光触发间隙场分布不均匀度约为0.056,由... 基于激光等离子体和过电压波击穿原理研制了应用于高功率“Z-pinch”装置的22级5 MV激光触发多级多通道开关,采用钳位环技术解决了狭小空间的匀场问题,过压自击穿间隙场分布不均匀度约为0.080,激光触发间隙场分布不均匀度约为0.056,由绝缘部件沿面电场强度决定的系统安全系数约为0.8。根据J.C.Martin公式和静电场分析计算结果,解决了高功率“Z-pinch”装置主开关及开关区的工程设计问题。 展开更多

关键词 激光触发多级多通道开关 开关区 钳位环 绝缘 电场分布

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20GW低阻负载电感储能功率调节装置研究 被引量：9

7

作者 郝世荣 韩文辉 +4 位作者 王敏华 张南川 谢卫平 戴英敏 刘伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期223-226,共4页

　对电感储能/电爆炸丝断路开关功率调节系统进行了数值模拟,研制了输出峰值功率大于20GW的小型化低阻负载电感储能/电爆丝断路开关功率调节装置。实验结果表明:以电容器作为初始能源,在6～10Ω电阻负载上输出脉冲电压大于400kV、脉冲电... 　对电感储能/电爆炸丝断路开关功率调节系统进行了数值模拟,研制了输出峰值功率大于20GW的小型化低阻负载电感储能/电爆丝断路开关功率调节装置。实验结果表明:以电容器作为初始能源,在6～10Ω电阻负载上输出脉冲电压大于400kV、脉冲电流50～60kA,峰值功率大于20GW,能量转换效率大于30%。 展开更多

关键词 电感储能 功率调节装置 峰值功率 数值模拟 电爆炸丝断路开关

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100GW快脉冲直线型变压器功率源 被引量：10

8

作者 陈林 谢卫平 +5 位作者 邹文康 周良骥 王勐 戴英敏 任靖 李晔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期651-654,共4页

基于已经研制完成的100kV/100kA快脉冲直线型变压器驱动源(LTD)原型模块,设计研制了输出电压/电流分别为1MV/100kA(功率为100GW)的快脉冲LTD装置。装置由10级100kV/100kA快脉冲LTD模块串联而成,总储能为20kJ,装置直径约1.5m,长度约2.2m... 基于已经研制完成的100kV/100kA快脉冲直线型变压器驱动源(LTD)原型模块,设计研制了输出电压/电流分别为1MV/100kA(功率为100GW)的快脉冲LTD装置。装置由10级100kV/100kA快脉冲LTD模块串联而成,总储能为20kJ,装置直径约1.5m,长度约2.2m。最终在±85kV充电电压下,二极管负载上获得的电流约为116kA,电压约为1.1MV,电压上升时间53ns,电压脉宽146ns,二极管阻抗约为9.4Ω。 展开更多

关键词 快脉冲直线型变压器驱动源 电路模拟 磁绝缘传输线 二极管负载

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Z箍缩直线变压器驱动源原型模块设计 被引量：9

9

作者 陈林 王勐 +10 位作者 谢卫平 戴英敏 邹文康 周良骥 刘瑜 郭帆 卫兵 赵越 王杰 张元军 李晔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期283-287,共5页

介绍了用于Z箍缩驱动器的快脉冲直线型变压器驱动源（LTD）原型模块设计和初步实验结果.该模块采用32个子块并联,每个子块由两台100kV/100nF 脉冲电容器和一只200kV 多间隙气体开关串联组成.32只开关由4路高压脉冲分别触发.模块直径为2.... 介绍了用于Z箍缩驱动器的快脉冲直线型变压器驱动源（LTD）原型模块设计和初步实验结果.该模块采用32个子块并联,每个子块由两台100kV/100nF 脉冲电容器和一只200kV 多间隙气体开关串联组成.32只开关由4路高压脉冲分别触发.模块直径为2.9 m,厚度约27cm.电路模拟结果表明,在±90kV 充电电压下,输出电流幅值为1.0 MA,电流上升时间（10%～90%）约118.6ns.初步实验结果表明,在约90mΩ 近似匹配电阻负载上获得的电流为995kA,上升时间（10%～90%）为120.8ns,脉冲宽度约335.2ns.实验结果与电路模拟结果较为接近. 展开更多

关键词 直线变压器驱动源 多间隙气体开关 Z箍缩 上升时间

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电感支撑磁绝缘传输线的设计与初步实验 被引量：4

10

作者 章乐 邹文康 +6 位作者 刘瑜 谢卫平 王勐 陈林 卫兵 戴英敏 任靖 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2547-2551,共5页

为了研究电感支撑内筒对磁绝缘传输线(MITL)功率流传输的影响,设计了一套电感支撑的MITL及其诊断系统,对MITL各个位置电参数进行了测量,获得了MITL阴阳极电流波形和MITL电压波形。其中一发支撑前阴极电流为90.08kA,支撑后阴极电流为93.8... 为了研究电感支撑内筒对磁绝缘传输线(MITL)功率流传输的影响,设计了一套电感支撑的MITL及其诊断系统,对MITL各个位置电参数进行了测量,获得了MITL阴阳极电流波形和MITL电压波形。其中一发支撑前阴极电流为90.08kA,支撑后阴极电流为93.88kA,阴极电流传输效率为95.96%,多次实验传输效率平均值为92.8%,证实了电感支撑MITL的可行性。 展开更多

关键词 磁绝缘传输线 电流 电感支撑 空间电子流 传输效率

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200kV/100kA低抖动环轨式场畸变开关 被引量：2

11

作者 李洪涛 丁伯南 +10 位作者 谢卫平 邓建军 王厚明 王玉娟 傅贞 秦卫东 任靖 孟维涛 龚德森 万步勇 戴英敏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期33-35,共3页

研制了一种 2 0 0 k V/10 0 k A环轨式场畸变开关。该开关以 Ar、N2 、SF6 及 SF6 /N2 、SF6 /Ar混合气为工作介质 ,试验结果表明 :开关自击穿电压最大偏差 <4 % ;欠压比≥70 %时 ,抖动极差 <2 ns,标准方差抖动≤ 1ns;通道数≥ 3... 研制了一种 2 0 0 k V/10 0 k A环轨式场畸变开关。该开关以 Ar、N2 、SF6 及 SF6 /N2 、SF6 /Ar混合气为工作介质 ,试验结果表明 :开关自击穿电压最大偏差 <4 % ;欠压比≥70 %时 ,抖动极差 <2 ns,标准方差抖动≤ 1ns;通道数≥ 3;开关工作范围极大 ,欠压比≥ 2 0 %时抖动极差 <5 展开更多

关键词 200kV/100kA低抖动环轨式场畸变开关 工作介质 脉冲功率 开关结构

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不同驱动电流和电极尺寸下的等离子体断路开关性能 被引量：1

12

作者 陈林 戴英敏 +3 位作者 姜巍 吴守东 李晔 徐敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1573-1576,共4页

开展了驱动电流为45,75和105 kA以及阴极直径分别为20 mm和40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究。结果表明:随着发生器驱动电流增加,负载电流上升时间逐渐减小,最高电压倍增系数逐渐增加。与阴极直径为20 mm的等离子体开关相比... 开展了驱动电流为45,75和105 kA以及阴极直径分别为20 mm和40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究。结果表明:随着发生器驱动电流增加,负载电流上升时间逐渐减小,最高电压倍增系数逐渐增加。与阴极直径为20 mm的等离子体开关相比,阴极直径为40 mm的等离子体开关导通时间和负载电流上升时间增加,开关电压和电流转换效率降低。实验获得的最高电压倍增系数和电流转换效率分别为4.9和97%,负载电流上升时间小于100 ns。 展开更多

关键词 等离子体断路开关 等离子体枪 触发延时

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MA级高能电炮能源装置 被引量：1

13

作者 郝世荣 戴英敏 +4 位作者 韩文辉 高顺受 谢卫平 王敏华 张南川 《高能量密度物理》 2006年第2期80-82,92,共4页

MA级高能电炮能源装置采用两路脉冲电容器和轨道间隙开关并联运行。使回路电感、电阻约减小一半，提高了短路放电电流峰值及电流上升速度。当电容器组充电电压为41kV时，实验测得短路放电电流峰值为1．063MA，回路电感、电阻分别为88nH... MA级高能电炮能源装置采用两路脉冲电容器和轨道间隙开关并联运行。使回路电感、电阻约减小一半，提高了短路放电电流峰值及电流上升速度。当电容器组充电电压为41kV时，实验测得短路放电电流峰值为1．063MA，回路电感、电阻分别为88nH、6mΩ，与计算结果基本相符。 展开更多

关键词 电炮 能源装置 轨道间隙开关

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60kJ高速电炮的装置性能

14

作者 陈林 戴英敏 +6 位作者 苏建军 丰树平 谢卫平 王辉 任靖 吴守东 李晔 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期283-287,共5页

研制了具有较高驱动能力的100kV/60kJ高速电炮装置。性能实验结果表明,飞片的完整性和飞行平面度均较好,其中平面度优于42ns。该装置可将直径18mm、厚0.15mm的Mylar膜飞片(约53mg)加速到8.1km/s,将直径12mm、厚0.2mm的Mylar膜飞片(约32... 研制了具有较高驱动能力的100kV/60kJ高速电炮装置。性能实验结果表明,飞片的完整性和飞行平面度均较好,其中平面度优于42ns。该装置可将直径18mm、厚0.15mm的Mylar膜飞片(约53mg)加速到8.1km/s,将直径12mm、厚0.2mm的Mylar膜飞片(约32mg)加速到9.6km/s,表明该装置具有较高的加载能力。本项工作可为开展高应变率加载下的材料动力学响应及其他相关研究提供有效的加载手段。 展开更多

关键词 爆炸力学 电炮 飞片 桥箔

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直线变压器驱动源模块输出电流上升时间调节

15

作者 王杰 陈林 +5 位作者 郭帆 赵越 张元军 李晔 王勐 戴英敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期91-95,共5页

针对磁驱动等熵压缩实验对加载电流波形的特殊需求,基于改造后的1 MA直线变压器驱动源（LTD）原理性模块,开展了输出电流上升时间调节实验研究.48只开关分为4组,由4根高压电缆引入触发脉冲分别触发,共进行了三组不同电缆长度组合的触发... 针对磁驱动等熵压缩实验对加载电流波形的特殊需求,基于改造后的1 MA直线变压器驱动源（LTD）原理性模块,开展了输出电流上升时间调节实验研究.48只开关分为4组,由4根高压电缆引入触发脉冲分别触发,共进行了三组不同电缆长度组合的触发放电实验.结果表明：在±32 kV充电电压下,输出电流上升时间（0～100％）可由301.2 ns增加至436.0 ns,相应的输出电流幅度由294.0 kA下降至210.2 kA.实验还采用光纤探针阵列测试系统同时对其中40只多间隙气体开关的放电发光过程进行了诊断,获得了相应开关的闭合导通起始时间.基于实验参数,利用PSpice电路模型进行了校验,并对早期触发的支路组对后续触发支路组的影响进行了分析.实验初步验证了LTD模块内部子块通过分时放电实现输出波形调节的能力. 展开更多

关键词 磁驱动等熵压缩 直线变压器驱动源 波形调节 上升时间

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等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性

16

作者 姜巍 陈林 +2 位作者 戴英敏 徐敏 王文斗 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期304-308,共5页

利用PIC (particle in cell) 方法,结合实验装置的几何结构和实验结果,采用动态开关模型,对微秒等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性进行了研究。模拟得到了与实验结果符合较好的开关电压和负载电流波形,并给出了开关下游出现的... 利用PIC (particle in cell) 方法,结合实验装置的几何结构和实验结果,采用动态开关模型,对微秒等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性进行了研究。模拟得到了与实验结果符合较好的开关电压和负载电流波形,并给出了开关下游出现的稀薄等离子体的密度(约 1012 cm-3)和速度(约 1 cm/ns), 同时也得到了开关下游的空间电流分布。模拟结果表明,开关下游的结构应避免阻抗突变以减少电流损失,同时提高开关阻抗可有利于提高负载上的最大功率。 展开更多

关键词 电感储能 等离子体断路开关 功率流特性 PIC模拟

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300kJ Marx发生器的结构设计

17

作者 韩文辉 丰树平 +3 位作者 戴英敏 计策 关永超 曹文彬 《高能量密度物理》 2007年第3期102-106,共5页

对300kJ Marx发生器的线路及总体结构设计、绝缘设计和主要零部件的模块设计进行了介绍。根据300kJ Marx发生器的主要性能指标要求，采用S型线路为基础的带电阻性触发的混合型线路和层叠式布置方式，完成绝缘计算和主要部件模块化设计... 对300kJ Marx发生器的线路及总体结构设计、绝缘设计和主要零部件的模块设计进行了介绍。根据300kJ Marx发生器的主要性能指标要求，采用S型线路为基础的带电阻性触发的混合型线路和层叠式布置方式，完成绝缘计算和主要部件模块化设计。设计结果为：2．7m×1．3m×2．6m的机芯悬吊在内部尺寸为5m×3m×4．8m的油箱中。调试实验结果表明，300kJ Marx发生器工作运行达到设计要求。 展开更多

关键词 MARX发生器 结构设计 绝缘设计

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基于Pro/Engineer的虚拟设计方法研究 被引量：4

18

作者 郝理想 韩文辉 戴英敏 《机械》 2010年第1期46-48,62,共4页

传统的产品设计都是在产品设计完成之后进行试装配,对不满足要求的零部件进行重新设计。介绍了Pro/Engineer的实体造型及虚拟装配的特点,并分析了自顶向下和自底向上两种设计思路,根据复杂装置设计的具体特点,构建了虚拟环境下产品设计... 传统的产品设计都是在产品设计完成之后进行试装配,对不满足要求的零部件进行重新设计。介绍了Pro/Engineer的实体造型及虚拟装配的特点,并分析了自顶向下和自底向上两种设计思路,根据复杂装置设计的具体特点,构建了虚拟环境下产品设计的基本流程。实践证明,基于Pro/Engineer的虚拟装配设计方法能提前发现设计过程中出现的问题,把错误消灭在设计的初期,大大缩短开发周期,提高质量和效率。 展开更多

关键词 产品设计 自顶向下 PRO/ENGINEER 虚拟装配

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200kV／100kA低抖动环轨式场畸变开关性能

19

作者 李洪涛 丁伯南 +10 位作者 谢卫平 邓建军 王厚明 王玉娟 傅贞 秦卫东 任靖 孟维涛 龚德森 万步勇 戴英敏 《中国工程物理研究院科技年报》 2003年第1期44-45,共2页

对充气场畸变开关导通过程的分析表明低抖动高压强流开关的触发时延及其抖动与流注形成和传播途径的平均电场强度存在密切关系，开关结构设计中应使触发脉冲峰到达时流注形成和传播途径上具有较高的平均电场强度。同时，为了提高开关的... 对充气场畸变开关导通过程的分析表明低抖动高压强流开关的触发时延及其抖动与流注形成和传播途径的平均电场强度存在密切关系，开关结构设计中应使触发脉冲峰到达时流注形成和传播途径上具有较高的平均电场强度。同时，为了提高开关的电流承载能力，有效地结合了匀场火花隙和轨道开关的设计概念，研制了环形轨道式场畸变开关。 展开更多

关键词 充气场 畸变开关 触发时延 播途径 平均电场强度 核聚变工程

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电感储能功率调节装置小型化设计

20

作者 韩文辉 郝世英 +3 位作者 戴英敏 王敏华 谢卫平 张南川 《爆轰波与冲击波》 2003年第2期84-87,共4页

介绍了电感储能功率调节装置的小型化结构设计，以及装置在高电压大电流条件下绝缘性能的优化设计。在以电容器（2μF、充电电压62kV)为初始能源条件下，在80Ω电阻负载上获得电压大于700kV、脉宽大于100ns、前沿小于50ns的脉冲输出，... 介绍了电感储能功率调节装置的小型化结构设计，以及装置在高电压大电流条件下绝缘性能的优化设计。在以电容器（2μF、充电电压62kV)为初始能源条件下，在80Ω电阻负载上获得电压大于700kV、脉宽大于100ns、前沿小于50ns的脉冲输出，性能稳定可靠。 展开更多

关键词 电感储能功率调节装置 小型化设计 结构设计 绝缘性能 优化设计 高功率微波器件 脉冲调制

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