[发明专利]一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路及调节方法

说明书

本发明涉及一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路及调节方法，本发明不仅提升了脉冲宽度调节范围及灵活性，并且也拓宽了脉冲功率的应用范围。其电路结构包括Marx电路、中储电路、峰化电路以及负载电阻；其改进之处是：还包括Chop电路；所述Chop电路包括Chop开关、Chop开关触发器以及Chop电阻；Chop开关和Chop电阻串联后与中储电路中的中储电容并联，所述Chop开关触发器的输出端与触发Chop开关的触发电极连接，所述Chop电阻的阻值≤负载电阻的阻值。

技术领域

本发明涉及脉宽连续调节技术，具体涉及一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路及调节方法。

背景技术

脉冲功率技术是在时间尺度上对能量进行压缩，以获得高功率脉冲。要获得快前沿脉冲，通常采用两级压缩电路来实现，也就是通过Marx电路、中储电路和峰化电路压缩来实现。

当两级压缩电路的中储电容和负载阻抗确定时，输出脉冲的脉宽参数也确定。输出脉冲的宽度由中储电容的大小和负载阻抗大小来决定，脉冲宽度可通过更换中储电容大小来调节，但通过更换中储电容的方式对脉冲宽度进行调节的方式对脉冲宽度的调节范围有限，并且精度不高。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明针对现有快前沿高功率双指数脉冲产生电路脉宽调节范围有限，且调节精度不高的问题，提出了一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路及调节方法，在提升了脉冲宽度调节范围及灵活性的同时也拓宽了脉冲功率的应用范围。

本发明的基本原理是：

在现有两级压缩电路中加入Chop电路，通过精确控制Chop开关的开通时刻来实现输出脉冲在一定范围内的连续精确可调。

本发明采用的技术方案：

本发明提供了一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路，包括Marx电路、中储电路、峰化电路以及负载电阻；

其特殊之处在于：还包括Chop电路；所述Chop电路包括Chop开关、Chop开关触发器以及Chop电阻；Chop开关和Chop电阻串联后与中储电路中的中储电容并联，所述Chop开关触发器的输出端与触发Chop开关的触发电极连接，触发电极接收Chop开关触发器的高压输出信号，所述Chop电阻的阻值≤负载电阻的阻值。

进一步地，Chop开关选用高压紫外预电离的多级气体开关，高压紫外预电离的多级气体开关包括开关主间隙和紫外预电离间隙组成；开关工作时，利用主间隙脉冲电压通过耦合方式在预电离间隙得到预电离电压，预电离间隙先击穿使空气电离在主间隙产生有效初始电子，减小开关击穿过程中的统计时延，进而达到加速开关导通,减小开关抖动，该开关具有工作电压高、通流能力强、延时抖动小等优点。

进一步地，所述Marx电路包括依次串联的Marx电容、Marx内阻、Marx电感、Marx开关。

进一步地，中储电路包括中储电容、中储电感以及中储开关；中储电容与Marx电路并联且中储电容一端接地，另一端依次设置中储电感和中储开关；Chop电路中的Chop开关一端接入中储电容和中储电感之间，另一端与Chop电阻串联后接地。

进一步地，峰化电路包括峰化电容、峰化开关、峰化电感；峰化电容与中储电路并联，且峰化电容、峰化电感以及负载电阻通过峰化开关形成一个闭环回路。

基于上述高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路的调节方法，包括以下步骤：

【1】初始状态时，Marx电容开始充电，充电完成后，触发Marx开关，Marx电容通过隔离Marx电感和Marx内阻对中储电容充电；

【2】当中储电容充电电压达到峰值时刻时，触发中储开关导通，中储电容通过中储电感给峰化电容C_P充电；