一种升压模式的可调极性高频Blumlein脉冲形成线功率调制模块

何映江 余 亮 马剑豪 董守龙,2 姚陈果

一种升压模式的可调极性高频Blumlein脉冲形成线功率调制模块

何映江1余 亮1马剑豪1董守龙1,2姚陈果1

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400030 2. 重庆大学电气工程博士后流动站 重庆 400030）

随着脉冲功率技术在新型粒子加速器、生物细胞实验仪器等领域拓展应用，对脉冲功率发生器高重复频率、短脉冲、脉冲参数灵活可调提出更高的要求。该文研究了一种新型的功率变换模块电路拓扑。这种电路拓扑由LC振荡升压单元和Blumlein形成线单元组成，利用多开关时序逻辑控制实现对输出波形参数的调整，相对于传统Blumlein线在保留其短脉冲成形优点的同时，能获得输出脉冲频率数倍于开关频率，输出电压幅值数倍于直流充电电压，输出脉冲的极性及间隔时间的灵活调整。同时，通过动态电路的时域分析和传输线波过程分析阐述该电路的工作原理，并通过电路仿真加以验证。此外，采用射频MOSFET开关和同轴电缆搭建一台原理样机，在负载匹配时，实现了在开关频率500kHz时输出脉冲频率1MHz、输出脉冲电压幅值4倍于直流电源电压20ns的短脉冲。

纳秒脉冲发生器 LC振荡电路 Blumlein脉冲形成线 半导体开关

0 引言

长期以来，热核聚变研究、强光光源、电磁成形[1-2]等大型科学工程应用是推动脉冲功率技术发展的主要因素。这些大型装置往往追求瞬态的高温、高压力、强电场和强磁场等极端物理环境。因此，驱动这种大型装置的脉冲功率电源一直追求更高的输出功率。……