[发明专利]一种PFN-Marx发生器输出波形的整形方法

摘要

本发明涉及一种新型的Marx发生器技术，具体涉及一种通过单级网络参数调整PFN-Marx输出波形的整形方法，属于脉冲功率技术领域。本发明通过改变常规等电容等电感PFN-Marx中的任意一级单元形式为等电感非等电容形式，即除该单元采用等电感非等电容的网络形式外，其他级的网络依然采用等电容等电感网络形式，这样仅通过调整Marx发生器中的一级即可实现Marx输出波形的精细调整。本发明可以方便实现对PFN-Marx输出脉冲的前沿、平顶质量、后沿以及脉宽进行调整，克服了多级Marx波形难以调节的缺点。此外，本发明对于实现脉冲功率系统的紧凑小型化也有显著价值。

主权项

一种PFN‑Marx发生器输出波形的整形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、构建一个相等节电容和相等节电感的n级m节PFN‑Marx发生器，由m节脉冲电容器C0依次并联组成单级PFN，相邻的节电容之间采用电感L0进行连接，所述单级PFN均包含两个电极，n个单级PFN通过n个开关进行串联：第一级PFN的两个电极，其中一个电极和第一级开关的一端相连，另一个电极和负载接地端相连；第二级PFN的一个电极和第一级开关的另外一端相连，同时通过一个隔离电感Lg或隔离电阻Rg和第一级PFN的接地端相连，第二级PFN的另外一个电极和第二级开关的一端相连，同时通过电感或电阻同第一级PFN的非接地端相连；……；依此类推，第n级PFN的一个电极和第(n‑1)个PFN的开关一端相连，同时和第(n‑1)级PFN的接地端通过一个电感或者电阻相连，第n级PFN的另外一个电极和第n个开关的一端相连，第n个开关的另一端和负载RL相连；步骤二、将上述PFN‑Marx中的任意一级单元调整为k节PFN，k≥m，采用非等节电容形式，每节电容分别为C1、C2、…、Ck，电感仍为L0，即除该单元采用等节电感非等节电容的网络形式外，其他各级的PFN网络依然采用等节电容等节电感网络形式；步骤三、通过非调整级对调整级相关参数进行预估：调整级的电容值要求满足C1+C2+…+Ck≤mC0，初始参数选择C1＝C2＝...＝Ck＝mC0/k，然后再根据波形的实际需求进行调整；步骤四、通过Spice类仿真软件采用数值模拟计算的方式确定调整级中各节电容C1、C2、…、Ck的大小：为缩短输出波形前沿，需适当减小C1值；为获得较好的平顶和后沿特性，则需适当调整C2、C3、…、Ck‑1值；最后调整Ck值补偿前几节电容值改变所引起的脉冲宽度变化。