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一种四级传输线脉冲变压器的初步研究

强激光与粒子束 2009年第4期21卷 633-636页

作者：王松松杨汉武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

分析了四级传输线脉冲变压器的电路结构,采用等效电路方法简化了电路,推导了输出电压波形的表达式。开展了冷测实验,结果显示传输变压器变压比约为4,变压器上升时间约为48 ns。采用实验所测参数,利用PSPICE软件对全电路进行了数值模拟... 详细信息

分析了四级传输线脉冲变压器的电路结构,采用等效电路方法简化了电路,推导了输出电压波形的表达式。开展了冷测实验,结果显示传输变压器变压比约为4,变压器上升时间约为48 ns。采用实验所测参数,利用PSPICE软件对全电路进行了数值模拟。结果表明:模拟和冷测结果基本一致。将各元件参数代入波形表达式,结果表明:传输变压器上升时间计算值为12 ns,与实验值(48 ns)有一定差距;而传输变压器变压比计算值为3.98,与实验结果基本吻合。

关键词：传输线脉冲变压器等效电路冷测实验 PSPICE模拟

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传输线脉冲变压器次级线电感的优化设计

强激光与粒子束 2009年第3期21卷 468-472页

作者：王松松杨汉武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

建立并分析了传输线脉冲变压器的基本电路模型,采用优化次级线电感参数的方法,有效地提高了次级线的阻抗,达到了抑制次级线对输出结果影响的目的。在此基础上,分析并讨论了2种典型的传输线脉冲变压器拓扑结构,在一般情况下,推导了二者... 详细信息

建立并分析了传输线脉冲变压器的基本电路模型,采用优化次级线电感参数的方法,有效地提高了次级线的阻抗,达到了抑制次级线对输出结果影响的目的。在此基础上,分析并讨论了2种典型的传输线脉冲变压器拓扑结构,在一般情况下,推导了二者输出脉冲电压幅值的计算公式,优化了各次级线电感大小的设计。结果表明,级间无耦合结构从第二级开始电感逐级增加,第n级次级线上电感的最优大小为第二级的(n-1)倍;级间有耦合结构中同一磁芯引起的各次级线电感大小应相同。最后,比较了各类结构的输出,指出级间有耦合结构所需磁芯量最少。

关键词：传输线脉冲变压器次级线电感优化设计级间有耦合

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正对电极结构碳化硅光导开关的电路模型

强激光与粒子束 2013年第9期25卷 2471-2476页

作者：王朗宁荀涛杨汉武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

利用SilvacoTCAD软件,在532nm激光辐照下,对正对电极结构6H-SiC光导开关(SiC-PCSS)瞬态电流电场的分布及不同光功率下的伏安特性进行了仿真。结果表明:载流子速率在强场下达到饱和,并且电流电场在主要电流区域沿垂直于激光辐照方向均匀... 详细信息

利用SilvacoTCAD软件,在532nm激光辐照下,对正对电极结构6H-SiC光导开关(SiC-PCSS)瞬态电流电场的分布及不同光功率下的伏安特性进行了仿真。结果表明:载流子速率在强场下达到饱和,并且电流电场在主要电流区域沿垂直于激光辐照方向均匀分布。提出SiC-PCSS电路模型的建模依据,可以近似条件化简得到PCSS电阻一般表达式的解,建立SiC-PCSS载流子迁移率随电场变化的PSpice模型,分析讨论了外电路参数对SiC-PCSS导通过程的影响。该模型模拟结果与已有实验结果吻合良好。

关键词：光导开关半导体模型 PSpice模型电路参数

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强流电子束二极管陶瓷真空界面

强激光与粒子束 2014年第4期26卷 191-196页

作者：荀涛杨汉武张建德国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

从绝缘和机械强度两方面优化设计了一种应用于强流电子束二极管的陶瓷真空界面。首先,依据真空沿面闪络机理及其影响因素,针对外径220mm的陶瓷板,应用ANSYS静电场模拟,通过对阴极电极形状和阳极外壳尺寸的调整,使得陶瓷沿面电场和阴、... 详细信息

从绝缘和机械强度两方面优化设计了一种应用于强流电子束二极管的陶瓷真空界面。首先,依据真空沿面闪络机理及其影响因素,针对外径220mm的陶瓷板,应用ANSYS静电场模拟,通过对阴极电极形状和阳极外壳尺寸的调整,使得陶瓷沿面电场和阴、阳极三结合点场强均得到了有效控制。模拟结果显示:陶瓷沿面电场分布均匀,阴、阳极三结合点场强小于30kV/cm,电场线与陶瓷表面所成角度基本保持在45°;其次,针对陶瓷与电极的约束结构,通过静力和瞬态冲击分析,确定了该陶瓷界面可承受的最大静压和冲击波最大峰压分别为4.8MPa和60MPa;最后,在脉宽200ns的脉冲功率驱动源上进行了实验研究,陶瓷真空界面平均绝缘场强达到44kV/cm,二极管运行稳定,机械性能可靠,实验结果与理论设计相符。

关键词：强流电子束二极管陶瓷真空沿面闪络绝缘结构机械强度

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感应电压叠加器模块对方波脉冲的响应

强激光与粒子束 2010年第8期22卷 1949-1953页

作者：孟志鹏杨实杨汉武钱宝良国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

为了解感应电压叠加器(IVA)对馈入脉冲的响应特性,尤其对上升前沿、平顶的影响,从理论和实验两个方面对IVA模块进行了研究。介绍了IVA的工作原理,利用集总参数方法建立了相应的电路模型,通过拉普拉斯变换分析了感应电压叠加器对方波脉... 详细信息

为了解感应电压叠加器(IVA)对馈入脉冲的响应特性,尤其对上升前沿、平顶的影响,从理论和实验两个方面对IVA模块进行了研究。介绍了IVA的工作原理,利用集总参数方法建立了相应的电路模型,通过拉普拉斯变换分析了感应电压叠加器对方波脉冲上升前沿和平顶的响应,并在一个特定的IVA模块上进行了实验研究。选择输出阻抗约1.2Ω、脉宽约1μs的脉冲形成网络作为馈源,在匹配负载上得到的波形与输入波形在幅值、上升前沿方面达到了很好的吻合,平顶出现略微的顶降,与理论预期相一致。

关键词：脉冲功率感应电压叠加器响应特性脉冲形成网络拉普拉斯变换

陶瓷储能平行平板层叠Blumlein线(英文)

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强激光与粒子束 2013年第5期4卷 1311-1314页

作者：王松松舒挺杨汉武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

采用一种具有高储能密度的玻璃陶瓷板介质作为平行平板层叠Blumlein线(SBL)的储能介质,设计了一种平行平板SBL。针对该SBL的特点,设计了一种层叠轨道间隙触发开关。在实现多通道时,模拟与实验研究结果均表明该开关的上升时间小于10ns。... 详细信息

采用一种具有高储能密度的玻璃陶瓷板介质作为平行平板层叠Blumlein线(SBL)的储能介质,设计了一种平行平板SBL。针对该SBL的特点,设计了一种层叠轨道间隙触发开关。在实现多通道时,模拟与实验研究结果均表明该开关的上升时间小于10ns。为验证这种设计理念,制造了一台2级平行平板SBL样机,实验结果表明,该结构适合于实现脉冲功率系统的模块化设计。

关键词：层叠Blumlein线陶瓷储能介质高储能密度轨道间隙开关触发开关

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层叠Blumlein线产生电压波的解析解

强激光与粒子束 2013年第6期25卷 1409-1413页

作者：王松松舒挺杨汉武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

采用Laplace变换的方法求解了无损耗情况下层叠Blumlein线输出电压的解析表达式。从传输线两端口网络模型出发,分别求出了负载端短路和开路时传输线特征阻抗的频域表达式。简化了单Blum-lein线电路结构,并求出了其输出电压的解析表达式... 详细信息

采用Laplace变换的方法求解了无损耗情况下层叠Blumlein线输出电压的解析表达式。从传输线两端口网络模型出发,分别求出了负载端短路和开路时传输线特征阻抗的频域表达式。简化了单Blum-lein线电路结构,并求出了其输出电压的解析表达式。在此基础上,结合电路叠加原理,求解出了典型的2级层叠Blumlein线输出电压的时域解析表达式。采用递推法,推广得到任意级数情况下的输出电压波解析解。

关键词：层叠Blumlein线两端口网络模型脉冲解析解递推法

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传输线脉冲变压器的频率响应

强激光与粒子束 2009年第9期21卷 1431-1434页

作者：王松松杨汉武舒挺国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

采用等效方法简化了多级传输线脉冲变压器(TLT)电路,建立了简单的TLT频率响应分析电路。在此基础上,由传输线两端口网络模型推导得到了TLT的频率响应计算公式,并计算了TLT的频率响应曲线。依据简化后的电路,对TLT的频率响应进行了数值... 详细信息

采用等效方法简化了多级传输线脉冲变压器(TLT)电路,建立了简单的TLT频率响应分析电路。在此基础上,由传输线两端口网络模型推导得到了TLT的频率响应计算公式,并计算了TLT的频率响应曲线。依据简化后的电路,对TLT的频率响应进行了数值模拟分析,数值分析与理论计算结果一致性很好。两种分析所得结果均表明,次级线电感和杂散电容取值适当时,TLT具有良好的频率响应能力。当次级线电感为6 mH和杂散电容为8 pF时,其频率响应范围可以达到30 kHz^1 GHz。

关键词：传输线脉冲变压器次级线电感杂散电容频率响应

层叠Blumlein线多开关导通时间分散性

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强激光与粒子束 2012年第8期24卷 1995-1999页

作者：王松松舒挺杨汉武国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

高介电常数陶瓷储能脉冲形成线需要用到多开关触发的层叠Blumlein线结构。从形成线波过程理论出发,分析了多开关导通时间分散性对层叠Blumlein线及其输出波形的影响。主要包括两方面影响:其一是造成输出方波脉冲的前沿和后沿均出现阶梯... 详细信息

高介电常数陶瓷储能脉冲形成线需要用到多开关触发的层叠Blumlein线结构。从形成线波过程理论出发,分析了多开关导通时间分散性对层叠Blumlein线及其输出波形的影响。主要包括两方面影响:其一是造成输出方波脉冲的前沿和后沿均出现阶梯形畸变;其二是使得各延迟导通的平行平板Blumlein线承受过电压,容易引起陶瓷储能介质的电击穿。在不单独考虑开关电感的理想情况下,利用PSpice电路程序模拟了开关导通时间分散性对四级层叠Blumlein线的影响,模拟结果与波过程理论分析一致。为减弱这些影响,提出了可行的解决方案。

关键词：层叠Blumlein线多开关导通时间分散性陶瓷介质