[发明专利]基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置

权利要求书

1.基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置，其特征在于：包括电源V_DC、所述电阻R、n级脉冲发生模块和负载Load。

所述电源VDC的电压流经电阻R后，为n级脉冲发生电路模块供电；

所述n级脉冲发生模块向负载传输高压脉冲；

所述n级脉冲发生模块包括n个级联的脉冲发生电路；每个脉冲发生电路包括主电路和斩波电路。

所述主电路用于生成高压脉冲；

所述斩波电路用于调整主电路生成的高压脉冲的脉冲宽度。

2.根据权利要求1所述的基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置，其特征在于：所述n级脉冲发生模块向负载传输10纳秒级高压脉冲。

3.根据权利要求1所述的基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置，其特征在于：基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置的拓扑结构如下所示：

记电源V_DC正极所在一端为A，负极所在一端为B；

B端接地；

A端串联电阻R后连接二极管D11main的阳极；

二极管D11main的阴极串联电容C1main后连接二极管D12main的阳极；二极管D12main的阴极串联开关管S1chop的漏极；

二极管D11main的阴极串联开关管S1main的漏极；开关管S1main的栅极悬空；开关管S1main的源极串联二极管D12main的阴极；开关管S1main的源极串联开关管S1chop的漏极；

二极管D11main的阴极串联二极管D11chop的阳极；

二极管D11chop的阴极串联二极管D12chop的阴极；二极管D12chop的阳极串联开关管S1chop的漏极；

二极管D11chop的阴极串联电容C1chop后连接开关管S1chop的源极；开关管S1chop的栅极悬空；

二极管Dj1main的阳极串联二极管D(j-1)1chop的阴极；整数j＝2,3，…，n；

二极管Dj1main的阴极串联电容Cjmain后连接二极管Dj2main的阳极；二极管Dj2main的阳极串联开关管Sjchop的漏极；

二极管Dj2main的阴极串联开关管Sjchop的漏极；

二极管Dj1main的阴极串联开关管Sjmain的漏极；开关管Sjmain的栅极悬空；开关管Sjmain的源极串联二极管Dj2main的阴极；开关管Sjmain的源极串联开关管Sjchop的漏极；

二极管Dj1main的阴极串联二极管Dj1chop的阳极；

二极管Dj1chop的阴极串联二极管Dj2chop的阴极；二极管Dj2chop的阳极串联开关管Sjchop的漏极；

二极管Dj1chop的阴极串联电容Cjchop后连接开关管Sjchop的源极；开关管Sjchop的栅极悬空；

开关管Snchop的源极串联负载Load后连接B端；

开关管Snchop的源极串联负载Load后接地。

4.根据权利要求3所述的基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置，其特征在于：第i个脉冲发生电路的主电路包括二极管Di1main、二极管Di2main、电容Cimain、开关管Simain；整数i＝1,2，…，n。

5.根据权利要求3所述的基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置，其特征在于：第i个脉冲发生电路的斩波电路包二极管Di1chop、二极管Di2chop、电容Cichop、开关管Sichop；整数i＝1,2，…，n。

6.根据权利要求1所述的基于全固态开关的高能效的10纳秒级高压脉冲发生器装置，其特征在于，所述10纳秒级高压脉冲的最小脉冲宽度PW_min如下所示：

式中，t_rise、t_fall为上升时间、下降时间。