脈沖功率技術是將脈沖能量進行壓縮,獲得高功率、短脈沖的技術,是應軍事和民用需求發展起來的新興技術。脈沖功率技術不但在高功率微波、加速器、強激光以及材料改性等軍事領域具有重要作用,而且在生物醫療、食品滅菌、污水處理等民用技術領域也具有優勢。目前大多數實用脈沖功率系統裝置都存在體積龐大、笨重的缺點,研制輕便、緊湊、高重復頻率脈沖功率裝置是該領域技術必然趨勢。國外開展了較多的基于堆疊式Blumlein脈沖形成線的緊湊型固態脈沖功率研究。F Davanloo 等研制了功率為50 MW~70 MW,重復頻率為1 Hz~300 Hz的堆疊式Blumlein 脈沖發生器,在匹配負載上獲得了超過80 kV 的高壓脈沖。M Joler 開展了基于平板Blumlein脈沖形成線的緊湊型脈沖功率系統的優化設計與分析。G J Caporaso 等開展了介質壁加速器中堆疊式Blumlein緊湊型脈沖功率的研究]。近年來,國內也開展了基于鐵電陶瓷、高介電常數復合材料的固態傳輸線的初步研究。這些研究都表明,基于固態Blumlein 脈沖形成線是研制緊湊型脈沖功率源的主要方法。由于固態傳輸線具有高介電常數和擊穿場強(即具有高儲能密度),同時兼具低介電損耗和高電阻率等優點,因此基于固態平板傳輸線的脈沖功率源裝置本身具有輕便、緊湊等優點。本文開展了基于GaAs 光導開關和陶瓷平板傳輸線的固態脈沖功率技術研究,單路固態Blumlein 線在失配設計時可輸出超過20 kV 脈沖電壓,GaAs 光導開關的非線性導通容易導致光導開關熱擊穿損壞。
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脈沖功率技術的研究





