[实用新型]纳秒高压脉冲源、Marx发生器及其电路仿真模型

说明书

技术领域

本实用新型属于脉冲功率技术领域，涉及一种高压脉冲源及其Marx发生器及Marx发生器的电路仿真模型。

背景技术

脉冲功率技术是研究强电脉冲功率放大的技术，它以较低功率在较长的时间内储存电场或磁场能量，然后借助于各种开关进行快速能量切换、脉冲压缩、功率放大，在很短时间内将脉冲电磁能量释放到特定的负载上，也就是说将脉冲能量在时间尺寸上进行压缩，以获得在极短时间内的高峰值功率输出。

1996年IEC颁布了EMP波形的最新标准IEC61000-2-10，即脉冲上升时间2.3±0.5ns，半高宽23±5ns。2007年颁布的美军标MIL-STD-461F也采用了这一标准。标准的最大特点是所要求的瞬变脉冲电磁场上升时间变快，脉宽变窄。

为此研发紧凑型纳秒高压脉冲源，为瞬变电磁场产生装置提供前级驱动源，使得产生的电磁环境满足标准规定，为开展战略武器系统、高新技术武器系统和军用卫星相关的HEMP效应及其生存能力评估考核技术研究提供基础和保障，同时这种高压脉冲源也可作为其它特定负载的前级驱动源。

发明内容

本实用新型提供一种紧凑型纳秒高压脉冲源，能够驱动天线负载在空间产生瞬变电磁场，瞬变脉冲电磁场具有上升时间变快，脉宽变窄的特点。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种Marx发生器，包括壳体、脉冲电容器、气体火花开关，其特殊之处在于：所述壳体、脉冲电容器、气体火花开关均为圆柱形，且三者同轴设置，

所述壳体包括金属壳身及位于壳身两端与壳身固定连接的输入端绝缘支撑盖和输出端绝缘支撑盖，

所述脉冲电容器的高压输入端靠近输入端绝缘支撑盖且与直流电压引入端连接，所述脉冲电容器的高压输出端与气体火花开关的高压电极连接，所述气体火花开关的低压电极靠近输出端绝缘支撑盖且与位于输出端绝缘支撑盖外侧的高压输出端连接，

所述脉冲电容器的高压输出端套在壳体内的接地圆盘的中心孔内，并通过位于高压输出端处的环形连接板与接地圆盘固定连接。

还包括位于壳体下方支撑壳体的基座。

一种紧凑型纳秒高压脉冲源，其特殊之处在于：包括控制单元、高压直流充电电源及Marx发生器，

所述控制单元包括电气控制单元和气路控制单元，所述电气控制单元是用来控制高压直流充电电源开关的合闸、分闸、高压升降，实时监测高压直流充电电源的输出电压；所述气路控制单元用于实现Marx发生器的气体火花开关的有效隔离与导通，

所述高压直流充电电源为Marx发生器充电，

所述Marx发生器，包括壳体、脉冲电容器、气体火花开关，所述壳体、脉冲电容器、气体火花开关均为圆柱形，且三者同轴设置，

所述壳体包括金属壳身及位于壳身两端与壳身固定连接的输入端绝缘支撑盖和输出端绝缘支撑盖，

所述脉冲电容器的高压输入端靠近输入端绝缘支撑盖且与直流电压引入端连接，所述脉冲电容器的高压输出端与气体火花开关的高压电极连接，所述气体火花开关的低压电极靠近输出端绝缘支撑盖且与位于输出端绝缘支撑盖外侧的高压输出端连接，

所述脉冲电容器的高压输出端套在壳体内的接地圆盘的中心孔内，并通过位于高压输出端处的环形连接板与接地圆盘固定连接。

还包括位于壳体下方支撑壳体的基座。

一种Marx发生器全电路仿真模型，其特殊之处在于：包括电容C_m、电感L_m、电阻R_m、自击穿开关PSPICE模型Switch01、闭合开关Switch02、对地杂散电容C_g、并联接地电阻R_g、纯电阻负载R_f，

所述电容C_m、对地杂散电容C_g、并联接地电阻R_g、纯电阻负载R_f的一端接地，所述电容C_m的另一端与对地杂散电容C_g的另一端之间串联电感L_m、电阻R_m及自击穿开关PSPICE模型Switch01，

所述对地杂散电容C_g与并联接地电阻R_g的另一端共结点，所述并联接地电阻R_g的另一端与纯电阻负载R_f的另一端之间串联闭合开关Switch02，所述纯电阻负载R_f与闭合开关Switch02的结点处加电压。