[发明专利]一种用于驱动消融毛细管放电的组合波电路

说明书

本发明公开了一种用于驱动消融毛细管放电的组合波电路，包括脉冲输出回路及大电流回路，脉冲输出回路完成对毛细管间隙通道的闪络击穿，大电流回路在毛细管通道击穿后形成对间隙通道的续流，并在毛细管腔体内通过大电流完成对毛细管管壁材料的烧蚀消融。本发明能够重复放电，应用范围较广。

技术领域

本发明属于脉冲功率技术领域，涉及一种用于驱动消融毛细管放电的组合波电路。

背景技术

消融毛细管放电可以产生具有高速、高温和高电导率等特性的等离子体射流，其可应用于发射药的点火、空间推进器、材料表面改性、有害物质处理和长空气火花间隙的触发等多个领域。传统毛细管放电为降低放电起始电压，多需要通过金属丝电爆炸的方式引燃毛细管通道的放电。显然，这种触发毛细管放电的方式不能满足重复放电，需要在放电结束后重新更换起爆丝，这在很大程度上限制了其应用的扩展。为使毛细管放电具有更为广泛的应用，研究一种可以替代传统触发方式的新型驱动电路具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于驱动消融毛细管放电的组合波电路，该电路能够重复放电，应用范围较广。

为达到上述目的，本发明所述的用于驱动消融毛细管放电的组合波电路包括脉冲输出回路及大电流回路，脉冲输出回路与大电流回路相连接，脉冲输出回路完成对毛细管间隙通道的闪络击穿，大电流回路在毛细管通道击穿后形成对间隙通道的续流，并在毛细管腔体内通过大电流完成对毛细管管壁材料的烧蚀消融。

当用于两电极单间隙毛细管结构时，所述大电流回路包括第一电容、电感、阳极端、阴极端及电阻，所述脉冲输出回路包括脉冲变压器、晶闸管、二极管及第二电容，其中，脉冲变压器中原边绕组的一端与二极管的阳极及第二电容的一端相连接，第二电容的另一端及二极管的阴极与晶闸管的阳极相连接，晶闸管的阴极与脉冲变压器中原边绕组的另一端相连接，脉冲变压器中副边绕组的一端与阴极端相连接，脉冲变压器中副边绕组的另一端与电阻的一端相连接，电阻的另一端及第一电容的一端接地，第一电容的另一端与电感的一端相连接，电感的另一端与阳极端相连接。

当用于三电极两间隙毛细管结构时，所述大电流回路包括第一电容、电感、阳极端、阴极端、中间电极及电阻，所述脉冲输出回路包括脉冲变压器、晶闸管、二极管及第二电容，其中，脉冲变压器中原边绕组的一端与二极管的阳极及第二电容的一端相连接，第二电容的另一端及二极管的阴极与晶闸管的阳极相连接，晶闸管的阴极与脉冲变压器中原边绕组的另一端相连接，中间电极与脉冲变压器中副边绕组的一端相连接，脉冲变压器中副边绕组的另一端与阴极端及电阻的一端相连接，电阻的另一端及第一电容的一端接地，第一电容的另一端与电感的一端相连接，电感的另一端与阳极端相连接。

脉冲变压器中副边绕组的匝数为10-50匝，脉冲变压器中原边绕组的匝数为1-5匝。

脉冲变压器的输出电压为20kV～300kV。

第二电容的容量为100nF～10μF，充电电压为2kV～20kV。

第一电容的电容量为10μF～1000μF，充电电压为1kV～50kV。

电感的电感值为1μH～100μH。

电阻的阻值为0.1Ω～10Ω。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的用于驱动消融毛细管放电的组合波电路在工作时，通过脉冲输出回路完成对毛细管间隙通道的闪络击穿，大电流回路在毛细管通道击穿后形成对间隙通道的续流，在毛细管腔体内通过大电流完成对毛细管管壁材料的烧蚀消融，区别于传统的毛细管放电回路，本发明由脉冲输出回路及大电流回路构成，通过脉冲输出回路及大电流回路的放电配合实现毛细管放电的重复性及长寿命特性，同时能够适应于两电极单间隙毛细管结构及三电极两间隙毛细管结构中，应用范围较为广泛，且结构简单，操作方便，成本较低。

附图说明