[发明专利]方波CROWBAR脉冲电流系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种CROWBAR脉冲电流系统，特别涉及一种方波CROWBAR脉冲电流系统。

背景技术

随着信息化技术的飞速发展，持续时间长，幅值高的脉冲电流系统的应用越来越广泛。为了产生持续时间长的脉冲电流波，通常的方法是采用高效率的CROWBAR放电模块，放电回路中包含储能电容、形成电感、负载和主放电开关与CROWBAR放电开关。而为了产生幅值高的脉冲电流波，可以采用多个CROWBAR放电模块。但是这种CROWBAR脉冲电流系统存在如下不足：(1)由于每个存在CROWBAR放电模块中含有一个主放电开关和一个CROWBAR放电开关，当需要多个模块同时触发放电时，主放电开关和CROWBAR放电开关的同步触发控制难度非常大；(2)当需要对多个模块进行时序控制，产生一平顶方波时，控制难度更大，每次触发放电输出波形和幅值的分散性很大，无法输出稳定的、长持续时间的、高幅值的脉冲电流波；(3)传统CROWBAR脉冲电流系统中的CROWBAR放电开关一般为半导体CROWBAR二极管，其承受反相电压的能力差，经常出现击穿破坏现象，使得CROWBAR脉冲电流系统可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可输出稳定可靠的、长持续时间的、高幅值脉冲电流波的方波CROWBAR脉冲电流系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括方波电源形成网络、主放电开关、CROWBAR放电开关和负载，方波电源形成网络和负载之间接有主放电开关，CROWBAR放电开关并接在方波电源形成网络两端，所说的方波电源形成网络为一电容与电感组成的链状网络，充电电源的正极与方波电源形成网络的末链电容C12的高压端连接，其余的储能电容C11……C1的高压端分别和其前一链电容C12……C2的高压端通过电感L12……L2相连，所有储能电容C12……C1的低压端连接在一起；与末链电容C12高压端相连的电感称为末链电感L12，以此类推，连接首链电容C1高压端与方波电源形成网络1的电感称为首链电感L1，首链电感L1与主放电开关的高压端相连，主放电开关2的低压端与负载的一端相连接，负载的另一端与所有储能电容C12……C1的低压端相连。

本发明的第二个特点是：主放电开关和CROWBAR放电开关可以是高能真空开关或大功率晶闸管或者是大功率RSD开关，其通流容量要求大于100-200库仑，触发放电时延要求不大于1-10微秒。如果选用高能真空开关，可以选用专利ZL 200510042621.7或公开专利200710017399.4的真空开关。

本发明的第三个特点是：为了防止负载开路时储能电容能量无法释放或在负载端部出现拉弧等故障，在CROWBAR放电开关支路中串接有大功率的泄能电阻。

本发明的第四个特点是：为了防止某一链储能电容在放电过程中出现短路而引起其他链储能电容向其放电造成电容爆炸事故，在每一个储能电容的支路中还串接有快速熔断的保护器，其熔断保护器的性能参数由方波CROWBAR脉冲电流系统的性能指标决定，快速熔断的保护器F容许通过的能量大于通过方波电源形成网络中电容最大电流能量的3-5倍。

本发明的第五个特点是：方波CROWBAR脉冲电流系统的充电电压可以自动监控，并且方波CROWBAR脉冲电流系统的主放电开关和CROWBAR放电开关的触发放电采用规定时间间隔T的时序控制。其时间间隔T由CROWBAR脉冲电流系统的方波电源形成网络的总电容参数∑C和电感参数∑L决定，数学表达式为T=2ΣL·ΣC.]]>

由于本发明在采用了由电容和电感组成的人工传输链的方式形成长持续时间的、高幅值脉冲电流波的方波CROWBAR脉冲电流系统，并采用高能真空开关或其它形式的大功率放电开关作为方波CROWBAR脉冲放电回路的主放电开关和CROWBAR放电开关，脉冲电流系统中只有两个开关，整个系统的控制简单，且输出脉冲电流波分散性小，并且系统具有负载开路保护和储能电容短路保护等安全防护措施，整个方波CROWBAR脉冲电流系统的稳定可靠性大大增强。另外，在需要持续时间更长、幅值更高的场合，也可以采用多个方波CROWBAR脉冲电流模块的组合，此系统可用于电热化学炮或电磁炮。