[实用新型]磁脉冲压缩开关

说明书

本实用新型是一种磁脉冲压缩开关，是对脉冲快放电开关的重要改进。国际分类号是H03K。

为了使准分子激光器稳定可靠地运行，延长闸流管的寿命是关键技术之一。西德LAMBDA PHYSIK 公司生产的准分子激光器件，在技术上一直处于国际领先地位，与该公司在准分子激光器中应用磁脉冲压缩开关是分不开的。磁脉冲压缩开关使闸流管的工作寿命由原来的10⁸次上升到5×10⁹次，这大大提高了准分子激光器在国际市场的竞争能力。

为了使我国的准分子激光器赶上国际先进水平，并使之在国际上有竞争能力，磁脉冲压缩开关的研制与应用是必不可少的。磁脉冲压缩开关的使用不但可以减轻闸流管的工作负荷、延长它的寿命，还降低了对闸流管的要求。因此，磁脉冲压缩开关的使用，可以使国产闸流管达到进口闸流管的相同效果。国内已有不少单位在研制，但都没能成功，为此，特作出本实用新型。下面依照附图说明之。

附图1是磁脉冲压缩开关的工作原理图。接通高压HV，对电容C₁充电，能量储存在C₁上。触发闸流管使其导通，在回路1中产生振荡，振荡过程中C₁能量转移到C₂上。由于回路中电感L的作用，可使振荡周期控制在1μs左右。这是一次″慢放电″，其放电电流i₁幅值较低，变化率di／dt较小，闸流管负荷较轻。

Lms是磁脉冲压缩开关。当C₂两端电压开始上升时，由于Lms未进入饱和状态而呈一大电感，仅有少量电流通过Lms，这一″漏电流″在不断增大，当C₂充电结束时，Lms恰好转入饱和状态，呈现一小电感，这样导致C₂上电能迅速转移到C₂，而进入放电阶段。快放电的电流i₂的幅值和电流上升率di／dt均比回路1中的高。

附图2表示了慢放电和快放电两种电流波形图。也就是说磁脉冲压缩开关将i₂的宽脉冲压缩到i₂的窄脉冲，i₂达到了“快放电”要求。

附图3是磁脉冲压缩开关的实物外形图。

附图4是磁脉冲压缩开关内部结构剖视图。图中1是外筒，3是内筒，2是磁芯。

本实用新型的结构（见附图4）：在两个同轴不同半径，有一端相连的金属制图筒1、3之间，放入若干块由非晶态磁性材料制成的超薄带卷成的磁芯2。两筒体不相连的另一端分别为电流的流入口与流出口。

磁脉冲压缩开关是用非线性磁性材料作磁芯的电感线圈，利用磁芯的非线性特性，使磁开关的电感在工作过程中发生变化。当磁开关未达到饱和状态时，呈现一大电感，处于“关断”状态，只有很小的漏电流通过；当磁开关达到饱和状态时，呈一小电感，处于“导通”状态，大电流快速通过。

本实用新型的特点是用非线性磁性材料制成的一个可饱和电感，该电感饱和电感量Ls与非饱和电感量L有很大差别，以至于在电路中，L起断开作用，Ls起闭合作用，它对脉冲起压缩作用。

本实用新型磁脉冲压缩开关的研制成功，有助于改变我国目前依赖进口闸流管的局面。本实用新型与国产闸流管结合，可以大大提高准分子激光器的稳定性、可靠性，同时还增强了同进口器件的竞争能力。

磁脉冲压缩开关对闸流管的保护作用还能推广到其它高压快放电场合使用，如铜蒸汽激光器中。