[发明专利]一种集成触发的快直线型变压器驱动源

说明书

本发明提供一种集成触发的快直线型变压器驱动源，一是解决现有FLTD模块整体结构复杂、高压触发电缆故障率高、触发脉冲幅值受限、触发脉冲畸变严重不足的问题；二是解决现有初级脉冲源中水电阻存在的阻值稳定性差、易发生击穿、损坏后果严重、机械固定困难、热膨胀系数大的问题。该快直线型变压器驱动源包括脉冲输出装置、充电触发装置和多路放电支路，脉冲输出装置包括触发单元和角向传输单元；触发单元用于产生触发脉冲信号，角向传输单元用于将触发脉冲信号传输给被触发气体开关；充电触发装置包括充电电阻和触发电阻；充电电阻的两端分别与相邻气体开关的充电电极连接；触发电阻的一端与气体开关的触发电极连接，另一端与脉冲输出装置连接。

技术领域

本发明涉及高功率脉冲驱动源，具体涉及一种集成触发的快直线型变压器驱动源。

背景技术

快直线型变压器驱动源(FLTD)是一种能够产生高电压、大电流的新型驱动源，其特点是将传统的脉冲产生、压缩和成形环节集成在高20cm至35cm、直径小于3.0m的圆盘形腔体中，直接产生上升沿约100ns的电功率脉冲。理论上，单个FLTD模块的输出电流峰值可达2.0MA，较之传统的Marx结合多级水介质脉冲压缩成形技术，其体现出众多优势，已成为下一代大型驱动源研制极具竞争性技术之一。

FLTD模块结构如图1和图2所示，初级由多个放电支路并联，每个放电支路由两支正负充电的电容器35和一支电触发气体开关32组成，各放电支路的放电回路均包绕磁芯38一圈，次级为一金属圆柱筒。整个模块在电路上相当于初级由多个单匝线圈并联，次级为一单匝线圈。各放电支路同步工作时，次级负载可以近似获得与初级充电电压一致的峰值电压，而电流则为单个放电支路电流的N倍(N为模块放电支路并联数)。FLTD模块工作过程主要分为两步：第一步给各电容器35直流充电；第二步外电路提供电触发信号，控制各电触发气体开关32同步导通。

充电过程：模块内电容器35设置为两层，每个放电支路的两支电容器35分别连接至电触发气体开关32的主电极两端，而各电触发气体开关32之间通过高压充电电阻31连接，外部有两根极性相反的(即正负极性)高压充电电缆34分别连接至模块内部任意一电触发气体开关32的两端。充电过程中，外部高压电源通过高压充电电缆34分别向两层电容器35充电，每条高压充电电缆34输出的充电电流均通过各层串联在一起的高压充电电阻31分配至各支路电容器35。

触发过程：模块内电容器中间绝缘盘36上设置有一圆环型触发线37，外部触发器通过一高压触发电缆39连接至圆环型触发线37，而各电触发气体开关32的触发电极通过一高压触发电阻33连接至圆环型触发线37。待模块充电完成后，外部触发器产生触发信号，触发信号通过高压触发电缆39传输至圆环型触发线37，圆环型触发线37再将触发信号沿角向进行分配，并通过高压触发电阻33施加至电触发气体开关32触发电极，进而控制各开关的近似同步闭合。

由以上过程可知，目前FLTD模块与触发器呈分立状态，二者之间通过高压触发电缆39连接，触发电压介于100kV至140kV之间。从驱动源工程实践角度分析，基于该触发方式的FLTD驱动源建设，触发器规模将异常庞大，其规模甚至可能超越驱动源本身。因此，如何简化FLTD模块触发器、提高其可靠性具有重要的工程应用价值，已成为FLTD技术研究的一大热点问题。