[发明专利]一种轴向引出双极板卷绕脉冲形成线

说明书

本发明属于脉冲功率技术领域，涉及一种轴向引出双极板卷绕脉冲形成线，所述脉冲形成线主体由两层极板和两层介质同时以阿基米德螺旋线的方式卷绕而成，从内到外依次为高压极板、内侧绝缘介质、低压极板、外侧绝缘介质，其中高压极板和低压极板的位置可以互换；上述高压极板、内侧绝缘介质、低压极板、外侧绝缘介质以阿基米德螺旋线的方式卷绕n圈，高压极板和低压极板第一圈分别通过高压引出箔和低压引出箔实现轴向两侧引出，形成一个由同轴引出结构和n‑1圈完备的带状线组成的脉冲形成线。本发明卷绕型脉冲形成线输出波形质量较好，与三极板卷绕带状线相比，结构更加简单。

技术领域

本发明属于脉冲功率技术领域，涉及一种轴向引出双极板卷绕脉冲形成线。

背景技术

脉冲形成线是脉冲功率技术领域产生高压脉冲的主要技术单元，脉冲形成线的小型化是脉冲功率技术领域的重要研究方向。介质薄膜的工作电压高，储能密度大，采用介质薄膜作为储能介质的脉冲形成线具有体积小，结构紧凑的特点，其中，基于多层介质薄膜的卷绕带状线为三电极结构，其高压电极包裹于内外两个低压电极之间，卷绕电磁泄漏较少，输出波形质量高。但是它还存在一些问题，一方面，卷绕带状线具有两个低压电极，因此电极引出端处理困难、引出连接电感大，且连接处为绝缘薄弱环节。国防专利(ZL201428002698.1)提出了一种同轴引出薄膜介质卷绕带状线结构，将卷绕带状线与一个同轴电极相连，可将带状线角向传输的能量转换的同轴方向传输，克服了带状线引出电感较大的问题，但是同轴电极本身体积重量较大，导致形成线整体的储能密度相对较低，不利于进一步缩小形成线的体积重量。论文(绕制方法对卷绕型带状脉冲形成线输出特性的影响)介绍了一种基于两极板的卷绕带状线结构，由两个极板和两层绝缘介质卷绕而成，在两极板的一端进行输出，一定程度上对三电极卷绕带状线进行了简化，其缺点为：第一，该结构本身不构成一个完备的带状线结构，不能产生理想方波；第二，为单点引出，如从同侧引出则绝缘难度大，从两侧引出则引出电感大。因此，其输出波形质量有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种输出波形质量较高的双极板卷绕脉冲形成线。

为达到上述发明目的，本发明提供一种轴向引出双极板卷绕脉冲形成线，所述脉冲形成线主体由两层极板和两层介质同时以阿基米德螺旋线的方式卷绕而成，从内到外依次为高压极板、内侧绝缘介质、低压极板、外侧绝缘介质，其中高压极板和低压极板的位置可以互换；

上述高压极板、内侧绝缘介质、低压极板、外侧绝缘介质以阿基米德螺旋线的方式卷绕n圈，高压极板和低压极板第一圈分别通过高压引出箔和低压引出箔实现轴向两侧引出，形成一个由同轴引出结构和n-1圈完备的带状线组成的脉冲形成线。

进一步，高压极板和低压极板为厚度大于两倍趋肤深度的金属箔；内侧绝缘介质和外侧绝缘介质厚度和宽度相同，均由多层介质薄膜层叠而成，其厚度与宽度由要求的工作电场和阻抗决定。

进一步，以权力要求1所述的脉冲形成线为基本单元，在径向依次卷绕多个基本单元，通过每个基本单元的同一侧引出箔并联实现多个脉冲形成线单元在径向的并联，从而获得更高的脉冲方波输出电流。

本发明相比现有技术，具有以下特点：

1、本发明卷绕型脉冲形成线采用两电极卷绕，第一圈向轴向两侧引出，形成一个由同轴引出结构和n-1圈完备的带状线组成的脉冲形成线，输出波形质量较好，与三极板卷绕带状线相比，结构更加简单。

2、本发明卷绕型脉冲形成线第一圈从侧面两侧引出，构成一个同轴输出结构，其回路电感小，输出脉冲前沿快，且高低压电极分别从两侧引出，便于高压绝缘。

3、本发明卷绕型脉冲形成线由两个电极卷绕而成，方便在径向实现多个形成线单元的并联，获得能够产生更高电压或更大电流的脉冲形成线。

附图说明

图1为本发明轴向引出双极板卷绕脉冲形成线原理图。