[发明专利]一种基于脉冲形成网络和压敏电阻的高压脉冲发生器

权利要求书

1.一种基于脉冲形成网络和压敏电阻的高压脉冲发生器，它包括Marx发生器、MOV组件、电感L₁、负载Z以及放电开关S₁，其特征在于它还包括LC滤波支路，LC滤波支路由电感L₂和电容C₂并联而成，Marx发生器、电感L₁以及LC滤波支路构成一个两节脉冲形成网络，Marx发生器的电容与电感L₁组成脉冲形成网络的第一节，LC滤波支路组成脉冲形成网络的第二节；LC滤波支路串联接在Marx发生器输出端和电感L₁之间，电感L₁串联接在LC滤波支路和MOV组件高压端之间，Marx发生器与LC滤波支路高压端之间接有放电开关S₁；负载Z、MOV组件、Marx发生器三者为并联关系；MOV组件由N个MOV单元(2)组成，N是MOV单元(2)的个数，N为正偶数；

所述Marx发生器的输出波形要求峰值电压V₀满足1.2N·V_N|V₀|1.5N·V_N，V_N是MOV单元(2)的标称压敏电压；上升沿t_r即10％V₀-90％V₀对应的时间尺度，满足t_r100ns，下降沿t_d即90％V₀-10％V₀对应的时间尺度，满足t_d2us，脉宽τ即50％V₀-50％V₀对应的时间尺度，满足100nsτ2us，Marx发生器的总电容C_Marx满足：R为负载Z的阻值；

所述MOV组件由第一MOV柱(1-1)和第二MOV柱(1-2)组成，每个MOV柱包含N/2个MOV单元(2)，每个MOV柱中的N/2个MOV单元(2)同轴叠放整齐，相邻的两个MOV单元接触面涂抹导电银胶；第一MOV柱(1-1)的高压端A1与电感L₁的低压端通过导线连接；第一MOV柱(1-1)的低压端A2和第二MOV柱(1-2)的高压端B2之间通过导线保证电气连接，第二MOV柱(1-2)的接地端B1接地电位；

所述MOV单元(2)形状为圆柱状，底面直径D₁满足2cmD₁，高度h₁满足2cmh₁，其标称压敏电压V_N的选择范围在5kV-20kV；MOV的个数N和V_N之间满足：

第一MOV柱(1-1)和第二MOV柱(1-2)轴线之间的距离为l₁，MOV组件工作温度为室温且在空气中时，l₁满足：V_N是MOV单元(2)的标称压敏电压，D₁是MOV单元(2)的底面直径；

第一MOV柱(1-1)和第二MOV柱(1-2)的端面采用夹具施加压力，将各个MOV单元(2)压紧固定，夹具满足保证各MOV单元(2)不发生错位且保证电气连接。

2.如权利要求1所述的一种基于脉冲形成网络和压敏电阻的高压脉冲发生器，其特征在于所述负载Z为电阻性负载，其阻值R的范围为10Ω-100Ω。

3.如权利要求1所述的一种基于脉冲形成网络和压敏电阻的高压脉冲发生器，其特征在于所述LC滤波支路中电感L₂的电感值L_L2＝0.1·τ×R，电容C₂的电容值R为负载Z的阻值，τ为Marx发生器的输出波形的脉宽。

4.如权利要求1所述的一种基于脉冲形成网络和压敏电阻的高压脉冲发生器，其特征在于所述放电开关S₁是由铜电极构成的火花隙开关，其在常温下且在空气中的击穿电压在50kV-100kV之间。

5.如权利要求1所述的一种基于脉冲形成网络和压敏电阻的高压脉冲发生器，其特征在于所述电感L₁的电感值L_L1＝0.12×τ×R。