摘要：从理论上对直线变压器驱动源(LTD)输出脉冲波形的前沿进行了分析,研究了不同前沿畸变情况下对应的电路参数,并给出了计算方法,得到了相对电压和相对时间的关系曲线。根据理论分析设计了单模块LTD,并根据设计参数进行了数值模拟,模拟得到的输出脉冲前沿约30ns、平顶约130ns、幅值约125kV。最后进行了单模块LTD实验,测得输出脉冲前沿约35ns、平顶约130ns、幅值约125kV的输出脉冲,与模拟结果基本一致。由于负载不完全匹配等因素的影响,波形后沿较差且有振荡,但仍符合设计要求。

摘要：对美国桑迪亚实验室提出的Z箍缩装置Z-800,电磁波在直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)内部传输时间大于输出电流上升时间,传统的LTD型Z箍缩装置的模拟与优化方法并不适用。因此建立了Z-800装置的包括驱动源和单层钨丝阵负载的全电路模型,其中LTD采用串联传输线模型以反映其内部电磁波传输过程。基于该全电路模型,将能量传输效率作为评价指标,对丝阵负载参数和整体径向变阻抗线线型进行优化设计,并讨论了LTD采用串联传输线模型的必要性。根据仿真结果得到了最优负载参数,发现指数型变阻抗线性能最好,且LTD采用串联传输线模型对整体径向变阻抗线线型设计有影响。文中得到了Z-800装置的优化设计结果,建立了LTD型Z箍缩装置的全电路仿真及优化设计方法,为我国建立相类似的LTD型Z箍缩装置奠定了仿真基础。

摘要：采用了人工线、开关和直线变压器结构一体化的设计方法,为重复运行的长脉冲直线变压器驱动源(LTD)装置研制了一种紧凑型低阻抗脉冲成形模块。为优化空间结构、减小分布参数、提高波形质量,脉冲单模块由两条20ΩBlumlein脉冲成形网络(PFN)并联储能,人工线采用相向L型布局,通过一个同轴开关同步放电,分两路向直线变压器初级线圈对称馈入快前沿的高压电脉冲。为了进一步减小线路电感,缩短脉冲前沿,研制了新型的嵌入式激光触发开关。与同轴开关相比,引线长度缩短了一半,脉冲前沿减小了10%。两级LTD模块实验装置在18.5Ω负载上获得了电压240 kV、半宽180 ns的脉冲输出,重复频率可达25 Hz。

摘要：设计了一套用于同轴多间隙气体开关导通起始时间诊断的光纤探针阵列测试系统,其由光纤阵列与多通道快响应光电转换仪两部分组成,系统同步时间小于1ns。使用该套系统同时对100kA-LTD模块所有并联支路的10只开关的放电过程进行了测试,获得了开关导通起始时间及模块的输出电流波形。实验结果表明:开关工作欠压比为85%时,时间抖动不超过6.9ns,负载波形重复一致性较好;开关工作欠压比降至53%时,时间抖动急剧增加至117.7ns,负载波形重复一致性显著恶化。同时将光纤测试系统获得的各个开关导通起始时间带入Pspice电路模型进行模拟反演,结果表明,模拟结果与实验得到的模块输出电流波形吻合较好,证明了测试系统的准确性。

摘要：设计了基于Blumlein脉冲成形网络(PFN)的紧凑型长脉冲功率模块。该模块将两路阻抗各为20Ω的Blumlein脉冲形成网络对称连接于LTD的初级绕组上,并采用同一个气体开关驱动,以保证两路PFN工作同步。PFN采用直角弯折"L"型结构,这种结构既保证了PFN与开关连接紧凑,又将模块横向尺寸缩减至最短,且对输出脉冲波形影响不大。实验结果表明,研制的长脉冲功率模块在10Ω负载上输出脉冲幅值约为135kV,半高宽约为180ns,前沿约为50ns,平顶约为100ns,重复脉冲频率可达到25Hz。

摘要：直线变压器驱动源(LTD)是近年来发展起来的一种新型电路拓扑技术,具有结构紧凑、参数调整灵活、能量效率高等优点。根据闪光照相的需要,开展了基于方波LTD技术的闪光照相驱动器设计,驱动器输出电压约3 MV,负载阻抗约40Ω(杆箍缩二极管特征阻抗)。主机共由30个方波LTD模块串联而成,单个LTD模块采用16个放电支路(包含12个为基波支路和4个为谐波支路)并联,其中每个放电支路由2台脉冲电容器和一只多间隙气体开关串联组成。LTD次级采用变压器油绝缘,整机长度接近8 m。电路计算表明,驱动器输出电压大于3 MV,上升沿约16.8 ns,脉冲宽度约98 ns。

摘要：基于传输线电路编码和粒子群引力搜索算法,建立了多路并联大型Z箍缩装置电路参数自动优化方法。在给定负载(丝阵质量、初始半径及高度、压缩比等)和预期输出指标(电流峰值、聚爆时间等)等要求下,考虑了快脉冲直线型变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)单感应腔和绝缘堆栈等核心部件的工程限制参数,获得使Z箍缩装置能量传输效率最大的LTD感应腔串并联组合数量、绝缘堆外半径、整体径向线电长度及输出阻抗等参数。采用该方法优化获得的Z-300装置参数和文献结果吻合。以峰值电流为30 MA、聚爆时间为157 ns的Z箍缩设计装置为例,分析了绝缘堆栈最大平均工作电场强度、LTD初级脉冲源充电电压和LTD感应腔参数等对电路参数的影响。

摘要：利用共用腔体新型拓扑结构与内置时序触发新方法,给出了12级串联太瓦级LTD脉冲源的结构和连接假负载的调试结果。12级LTD设计指标:驱动匹配负载时的输出峰值电压为1 MV,峰值电流为1 MA,脉冲前沿小于150 ns,直径为2.5 m,长度为4.8 m。12级串联模块分为3组,初级共用圆柱形外腔体,采用SF6气体绝缘。LTD次级内筒为圆锥型,阻抗逐级与初级源匹配。LTD内的276只5 GW开关采用内置时序触发新方法,每级由内置的1个触发支路产生电脉冲,实现23个主放电支路同步触发放电,组内采用高压延时线按理想时序触发每级LTD触发支路,组间由紧邻上游组件的第一级触发支路产生电脉冲经高压线级联触发组件内的每级触发支路。外部仅引入1路触发脉冲和3组±100 kV高压充电电缆。实验结果验证了共用腔体、分立柱回流和插拔支路的新型拓扑结构及内置时序触发新方法的技术可行性。当充电电压为±83 kV,驱动电感为40 nH,串联匹配负载约为0.7Ω时,负载峰值电压为1.0 MV、峰值电流为1.0 MA、前沿(0.1~0.9)约为75 ns。本文提出的共用腔体拓扑结构和大规模气体开关内置同步时序触发方法为建立电流为数十兆安和峰值功率为数百太瓦的LTD型Z箍缩脉冲驱动源提供了一种全新技术方案。

摘要：采用快开通功率MOSFET,通过优化驱动电路、磁芯参数以及耦合结构,设计了基于半导体开关和直线变压器驱动源(LTD)技术的高重频快沿高压脉冲源。该脉冲源由四级LTD串联而成,可实现单次脉冲和最高频率2 MHz脉冲串输出。脉冲最高幅值约2.3kV,上升沿约7ns,脉宽约90ns,下降沿约20ns,输出电压效率约95%。该脉冲源结构紧凑,输出脉冲稳定,实现了模块化设计,可作为重频电磁脉冲模拟源使用。