[发明专利]高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源及其控制方法

权利要求书

1.一种高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，包括重复频率LTD模块，及分别与其相连的充电单元、触发单元、去磁单元和换气单元，所述重复频率LTD模块包括多个支路和磁芯，每个支路包括依次相连的第一电容器、第一开关和第二电容器；两个电容器，一个与正电压恒流源相连，另一个与同样幅值的负电压恒流源相连；还包括负载电阻，每个支路的电流由正电压电容器经过第一开关流过负电压电容器后经直线变压器将能量耦合到负载电阻；其特征在于：

所述变压器驱动源的每个组成部分在10s时间内完成一次动作，并恢复到准备状态；

所述磁芯为环形磁芯，多个支路均匀设置在环形磁芯的一周上；

所述两个电容器，一个与+100kV恒流源相连，另一个与-100kV恒流源相连；

充电单元，在5s时间内完成对多个支路的电容器的充电；

触发单元，在10s内完成一次触发和准备工作；

去磁单元，在10s内完成一次去磁动作；

换气单元，换气时间少于5s；

具体控制方法为：在开始前5s时间内完成去磁单元充电和重复频率LTD模块换气工作，在第5s时去磁单元放电完成对LTD模块磁芯的复位工作；在第二个5s时间内完成触发单元充电和LTD模块充电工作，在第10s时触发单元放电产生触发脉冲触发重复频率LTD模块，重复频率LTD模块放电产生高压脉冲，完成一个周期的工作；第三个5s重复第一个5s时间内的工作，第四个5s重复第二个5s时间内的工作，这样周而复始运行实现了0.1Hz重复频率100GW高功率高压脉冲输出的目的。

2.根据权利要求1所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：所述多个支路为34个支路，其中每个支路电感为220nH，电容量为20nF。

3.根据权利要求1所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：所述第一开关为紫外预电离开关。

4.根据权利要求1所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：所述触发单元包括恒流电源，及通过充电隔离电阻与恒流电源相连的脉冲产生电路；所述脉冲产生电路通过传输线分别与所述重复频率LTD模块的多个支路相连。

5.根据权利要求4所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：所述脉冲产生电路包括依次相连形成回路的第二开关、第三电容及匹配电阻；所述第二开关为氢闸流管。

6.根据权利要求1所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：

所述去磁单元包括幅值相同的两个恒流电源：正电源恒流电源和负电源恒流电源；

所述正电源恒流电源依次通过第四电容、第一限流电阻和第一电缆与重复频率LTD模块相连，用于对重复频率LTD模块的一组磁芯去磁；

所述负电源恒流电源依次通过第五电容、第二限流电阻和第二电缆与重复频率LTD模块相连，用于对重复频率LTD模块的另一组磁芯去磁；

所述第四电容和第五电容的高压端之间连接有第三开关。

7.根据权利要求6所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：还包括：连接于第一电缆和重复频率LTD模块之间的第一电感；连接于第二电缆和重复频率LTD模块之间的第二电感；所述第三开关为氢闸流管。

8.根据权利要求1所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：所述换气单元包括高压气瓶和控制单元，及依次相连并分别与控制单元相连第一阀门、缓冲腔、第二阀门、换气开关、第三阀门和真空泵；所述第一阀门与高压气瓶相连；所有阀门通断时间小于0.2s，真空泵采用36L/s的容量速率。

9.根据权利要求8所述的高功率重复频率快脉冲直线型变压器驱动源，其特征在于：其中，换气单元的具体控制方法为：在换气开始，换气单元控制单元将高压气瓶的绝缘气体通过第一阀门转移至缓冲腔，缓冲腔气压略高于换气开关的工作气压，当开关需要换气时，控制单元先启动真空泵和第三阀门将换气开关内的绝缘气体快速泵出，然后关掉真空泵和第三阀门，开启第二阀门向换气开关注入新的绝缘气体，当换气开关内气压到达预定值时关闭第二阀门，换气过程完成。