CN105634441A - 高效率双指数电磁脉冲发生装置 - Google Patents

高效率双指数电磁脉冲发生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105634441A
CN105634441A CN201610200410.XA CN201610200410A CN105634441A CN 105634441 A CN105634441 A CN 105634441A CN 201610200410 A CN201610200410 A CN 201610200410A CN 105634441 A CN105634441 A CN 105634441A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
electric capacity
stage
output terminal
triggering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610200410.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105634441B (zh
Inventor
周星
赵敏
范丽思
潘晓东
程二威
万浩江
曲兆明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ordnance Engineering College of PLA
Original Assignee
Ordnance Engineering College of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ordnance Engineering College of PLA filed Critical Ordnance Engineering College of PLA
Priority to CN201610200410.XA priority Critical patent/CN105634441B/zh
Publication of CN105634441A publication Critical patent/CN105634441A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105634441B publication Critical patent/CN105634441B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/313Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices with two electrodes, one or two potential-jump barriers, and exhibiting a negative resistance characteristic

Abstract

本发明公开了一种高效率双指数电磁脉冲发生装置,涉及用于产生电脉冲的电路技术领域。所述脉冲发生装置包括直流电源、触发电路和Marx电路,所述直流电源的输出端分别与所述触发电路和Marx电路的电源输入端连接,所述触发电路的输出端经光耦与所述Marx电路的信号输入端连接,所述Marx电路的输出端为所述脉冲发生装置的脉冲信号输出端。所述脉冲发生装置输出电压峰值、脉冲宽度、脉冲前沿可选择,体积小、稳定度高、效率高、重复频率高、使用方便。

Description

高效率双指数电磁脉冲发生装置
技术领域
本发明涉及用于产生电脉冲的电路技术领域,尤其涉及一种高效率双指数电磁脉冲发生装置。
背景技术
在电磁兼容效应实验中经常采用注入法和辐照法来模拟传导和辐射两种干扰方式,并以此来评估武器装备中的电子设备或者器件的电磁抗扰度/敏感性,注入法就是将双指数快沿电磁脉冲等模拟干扰源直接注入被试器件、电路或设备端口。注入法的优点在于试验条件和步骤简单,而且使用功率相对较低的源就可以使受试设备得到一定的电压值和能量值;再者,相对于辐照法,注入法的不确定因素很少,因此每次试验结果的可比对性以及试验结果的可重现性可以得到良好的保证;而且,采用注入法更方便对被试设备内部电路关键节点的电压或电流波形进行监测。因此,注入法是进行武器装备效应研究的一个重要手段,而作为高稳定度的注入式双指数快沿脉冲源是保证试验结果正确性的前提,因此,研制一种高稳定度的注入式双指数脉冲发生器具有重要的军事意义。
Marx电路就是多级储能电容由电源并联充电,然后串联向负载放电。由于其并联充电、串联放电机理,所以具有突出优点,可以以较低的电源电压得到较高的输出脉冲,其电压峰值可以远高于电源电压。而采用双极性的Marx电路结构由于要朝两个负载分别放电,所以输出脉冲电压峰值减半,效率低,想要输出高电压峰值的输出脉冲,需要的级数成倍增加,而级数的增多势必会增加Marx电路的长度,使得输出脉冲的稳定性相应下降,增大脉冲发生装置的体积,另外,重复频率受到雪崩管开关的限制,采用传统的脉冲源很难获得较高的重复频率,而重复频率是进行电磁效应实验中一个重要的指标,重复频率越高,积累效应越严重,效应试验效果越明显,因此,需要改变Marx电路的结构,提高其输出效率和重复频率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效率双指数电磁脉冲发生装置,所述脉冲发生装置输出电压峰值、脉冲宽度、脉冲前沿可选择,体积小、稳定度高、效率高、重复频率高、使用方便。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:包括直流电源、触发电路和Marx电路,所述直流电源的输出端分别与所述触发电路和Marx电路的电源输入端连接,所述触发电路的输出端经光耦与所述Marx电路的信号输入端连接,所述Marx电路的输出端为所述脉冲发生装置的脉冲信号输出端。
进一步的技术方案在于:所述直流电源包括变压器U1、电容C11-C15和二极管D11-D14,变压器U1的输入端接交流电,变压器U1的一个输出端与电容C11的一端连接,电容C11的另一端经电容C13与二极管D14的负极连接,二极管D14的正极依次经电容C14、电容C12后与变压器U1的另一个输出端连接,二极管D11的正极以及二极管D12的负极接电容C11与电容C13的结点,二极管D11的负极接电容C12与变压器U1的结点,二极管D12的正极以及二极管D13的负极接电容C12与电容C14的结点,变压器U1与电容C12的结点为所述直流电源的负极输出端,电容C14与二极管D14的结点为所述直流电源的正极输出端,所述电容C15并联在所述直流电源的输出端。
进一步的技术方案在于:所述触发电路包括第一级触发电路和第二级触发电路,所述第一级触发电路包括NE555定时器U2和整形芯片U3,所述U3使用74LS123,所述U2的1脚接地,所述U2的2脚分为两路,第一路经电阻R21接地,第二路经触发开关S21接地;所述U2的3脚与所述U3的2脚连接;所述U2的4脚接电源;所述U2的5脚经电容C21接地;所述U2的6脚分为三路,第一路经电容C22接地,第二路经电阻R22接电源,第三路与所述U2的7脚连接;所述U2的8脚接电源;所述U3的1脚接地;所述U3的3脚接电源;所述U3的14脚经电容C23后分为两路,第一路与所述U3的15脚连接,第二路经电阻R23接电源;所述U3的13脚经电容C24后分为两路,第一路为所述第一级触发电路的输出端,第二路经电阻R24接地,所述U3的其它引脚悬空;
所述第二级触发电路包括三极管Q21,所述第一级触发电路的输出端与第二级触发电路的输入端连接,所述第二级触发电路的输入端分为两路,第一路经反向二极管D21后接地,第二路与三极管Q21的基极连接,三极管Q21的发射极接地,三极管Q21的集电极分为两路,第一路经电阻R25后接电源,第二路与电容C25的一端连接,电容C25的另一端分为两路,第一路经电容C26接地,第二路经电阻R26接地,所述电容C25与电阻R26的结点为所述触发电路的信号输出端。
进一步的技术方案在于:所述Marx电路包括输入级电路、若干级充放电电路和输出级电路,所述输入级电路包括三极管T1,所述三极管T1的基极为所述Marx电路的输入端,所述三极管T1的集电极接第一级充放电电路的输入端,所述三极管T1的发射极接地;所述每级充放电电路包括充电电感L31、电容C31、电阻R31-R32和雪崩三极管T2,所述充电电感L31的一端接VCC,另一端经电容C31后分为两路,第一路与雪崩三极管T2的基极连接,第二路与雪崩三极管T2的发射极连接,雪崩三极管T2的基极依次经电阻R31、电阻R32后接地,其中所述充电电感L31与电容C31的结点为每级充放电电路的输入端,雪崩三极管T2的集电极为每级充放电电路的输出端,其中,第一级充放电电路的输出端接第二级充放电电路的输入端,第二级充放电电路的输出端与第三级充放电电路的输入端连接,依次类推,所述第n级充放电电路的输出端与所述输出级电路的输入端连接,其中所述输出级电路包括充电电感L32、电容C32和电阻R33-R34,充电电感L32的一端与电容C32的一端合并后为所述输出级电路的输入端,充电电感L32的另一端接电源VCC,电容C32的另一端分为两路,第一路为所述Marx电路的输出端,第二路依次经电阻R33-R34后接地,n为大于3的自然数。
进一步的技术方案在于:所述Marx电路和触发电路位于屏蔽盒内。
进一步的技术方案在于:所述Marx电路的输出端设有N型接头。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:在充电回路中,使用充电电感代替传统Marx电路中的部分充电电阻,利用电感直流电阻低而高频电阻小的特点,来降低直流充电时间和对高频脉冲信号的隔离,电路的充电时间受到充电电阻的限制,一般要求脉冲重复周期大于五倍的充电电阻和储能电容的乘积,而且在充电过程中损耗在充电电阻上的能量会转换为热能,导致电路温度上升,雪崩管性能下降,进一步影响脉冲重复频率,在充电回路中,由电感代替电阻,可以减小总的充电电阻,即减小充电时间,由于电感不属于耗能元件,脉冲能量利用效率大为提高,消耗在电路中的能量减小,电路发热情况得到改善,提高了脉冲源的重复频率;在Marx电路中充电电感、储能电容和充电电阻均采用贴片封装,进一步减小了脉冲电路的体积。
Marx电路中所有的开关均采用贴片封装的雪崩三极管FMMT415。通过前期试验发现,新型的雪崩三极管是一种比较理想的能同时提供快速响应和很大峰值功率的器件,利用它的雪崩效应可以使开关导通时间得到大大的缩短,比FMMT417的稳定性和一致性更好;另外,采用贴片封装减小了脉冲源的体积。
所述的充电电阻采用两个充电电阻串联的方法来增加绝缘距离,以防止输出电压增加时容易发生火花放电。所述Marx电路的级数、电源电压、电容三者的取值需要根据不同的需求去设置。为了减小外部电磁干扰源以及高压直流电源对脉冲源的影响,将所述的Marx电路放置在屏蔽盒中,这样可以使电路接地效果更好,而且消除对波形测试装置(示波器)的干扰,波形更为平滑,重复性更好。
综上,所述脉冲发生装置输出电压峰值、脉冲宽度、脉冲前沿可选择,体积小、稳定度高、效率高、重复频率高、使用方便。
附图说明
图1是本发明所述脉冲发生装置的原理框图;
图2是本发明所述脉冲发生装置中直流电源的原理图;
图3是本发明所述脉冲发生装置中触发电路的原理图;
图4是本发明所述脉冲发生装置中Marx电路的原理图;
图5是部分电路在屏蔽盒内的结构示意图;
其中:1、屏蔽盒2、N型接头。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示,本发明公开了一种高效率双指数电磁脉冲发生装置,包括直流电源、触发电路和Marx电路,所述直流电源的输出端分别与所述触发电路和Marx电路的电源输入端连接,所述触发电路的输出端与所述Marx电路的信号输入端连接,所述Marx电路的输出端为所述脉冲发生装置的脉冲信号输出端。
可输出250V直流电压的直流电源给Marx电路中的电容充电;触发电路采用NE555和74LS123电路结构输出一个尖脉冲,对整个Marx电路的导通或断开进行控制;输出脉冲由Marx电路输出连接示波器进行显示。将Marx电路和触发电路放置在屏蔽盒中,屏蔽盒相当于地,Marx电路的输出端和N型接头的输出端子相连,固定端通过螺丝固定在屏蔽盒上,从而保证了整个脉冲发生装置各个部分的良好共地。
图2为直流电源的原理图,所述直流电源包括变压器U1、电容C11-C15和二极管D11-D14,变压器U1的输入端接交流电,变压器U1的一个输出端与电容C11的一端连接,电容C11的另一端经电容C13与二极管D14的负极连接,二极管D14的正极依次经电容C14、电容C12后与变压器U1的另一个输出端连接,二极管D11的正极以及二极管D12的负极接电容C11与电容C13的结点,二极管D11的负极接电容C12与变压器U1的结点,二极管D12的正极以及二极管D13的负极接电容C12与电容C14的结点,变压器U1与电容C12的结点为所述直流电源的负极输出端,电容C14与二极管D14的结点为所述直流电源的正极输出端,所述电容C15并联在所述直流电源的输出端。
该直流电源由四倍压整流电路和电容滤波电路组成,倍压整流电路是利用滤波电容的存储作用,由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压;在空载的情况下,电容C11两端的电压为U1,以电容C12两端作为输出端,输出电压的值为2U1,依次类推,最后可获得4倍于U1的输出电压,考虑到当电路带上负载后,输出电压将不可能达到U1峰值的倍数,为了使电源电压能够达到所要的输出电压,U1取为50V,所有电容选用耐压为300V、容量为10uF的电解电容,在倍压整流电路的输出端并联一个电容即构成电容滤波电路,电容滤波电路利用电容的充、放电作用,使输出电压趋于平滑,滤波的效果取决于放电时间,电容俞大,负载电阻俞大,滤波后输出电压俞平滑,其稳定性愈好,这里选用了耐压为500V、容量为47uF的电解电容,滤波电容俞大,二极管的导通角将愈小,所以整流二极管在短暂的时间内将流过一个很大的冲击电流为电容充电,这对二极管的寿命和稳定性很不利,所以对二极管的最大整流平均电流有很高的要求,这里选用了最大整流平均电流为1A的整流二极管。该直流电源电路可以输出250V的直流输出电压,要想实现180V和260V之间的电压均可以通过调整倍压整流电路的倍数和变压器副边的电压来实现。由于脉冲源需要一个高电压、小电流、稳定度高的直流电源,直流电源的稳定性将直接影响Marx脉冲电路输出脉冲的平滑性和稳定性,通过选用较大的滤波电容和倍压整流电路实现了直流电源的各项指标,相比较市场上的开关电源,其体积也得到了进一步的缩小,这将有利于整个脉冲源系统的集成和小型化设计。
如图3所示,所述触发电路包括第一级触发电路和第二级触发电路,所述第一级触发电路包括NE555定时器U2和整形芯片U3,所述U3使用74LS123,所述U2的1脚接地,所述U2的2脚分为两路,第一路经电阻R21接地,第二路经触发开关S21接地;所述U2的3脚与所述U3的2脚连接;所述U2的4脚接电源;所述U2的5脚经电容C21接地;所述U2的6脚分为三路,第一路经电容C22接地,第二路经电阻R22接电源,第三路与所述U2的7脚连接;所述U2的8脚接电源;所述U3的1脚接地;所述U3的3脚接电源;所述U3的14脚经电容C23后分为两路,第一路与所述U3的15脚连接,第二路经电阻R23接电源;所述U3的13脚经电容C24后分为两路,第一路为所述第一级触发电路的输出端,第二路经电阻R24接地,所述U3的其它引脚悬空;
所述第二级触发电路包括三极管Q21,所述第一级触发电路的输出端与第二级触发电路的输入端连接,所述第二级触发电路的输入端分为两路,第一路经反向二极管D21后接地,第二路与三极管Q21的基极连接,三极管Q21的发射极接地,三极管Q21的集电极分为两路,第一路经电阻R25后接电源,第二路与电容C25的一端连接,电容C25的另一端分为两路,第一路经电容C26接地,第二路经电阻R26接地,所述电容C25与电阻R26的结点为所述触发电路的信号输出端。
由NE555定时器产生一个稳定的矩形脉冲,由于NE555本身的性能参数,其脉冲宽度最小只能达到us级,Marx脉冲电路的输入级电路的三极管T1需要一个触发脉冲进行触发,触发脉冲的前沿会对Marx电路输出波形的稳定性产生一定的影响,触发脉冲的脉宽也要满足要求。如果触发脉冲的脉宽大于Marx电路的充电时间,那么将会出现一个触发脉冲内Marx电路多次放电,从而产生多个脉冲的情况。为了避免这种情况的出现,采用74LS123整形电路将触发脉冲缩短,使其小于Marx电路的充电时间。为进一步减小脉宽,提高上升沿陡度,在74LS123整形电路的输出端加了微分电路,这样可以使得输出的触发信号前沿较陡,但幅值较低,驱动能力弱。由于脉冲电路输出脉冲的稳定性很大程度上取决于触发脉冲的前沿陡度和驱动能力,因此,在第一级触发电路的后面又加入了第二级触发电路,该触发电路主要是由雪崩三极管MMBT3904和外围电路组成,他的雪崩导通电压为50V,所以这里采用50V的直流电源对其供电,一级触发脉冲作为其输入脉冲,其具体的工作原理是:接通电源,给电容C25充电,当第一级触发电路的开关S21按下时,三极管Q21导通,在电容C25的右端产生一个50V的尖脉冲,再通过由电阻R26和电容C26组成的微分电路,对该尖脉冲进行进一步的陡化,最后输出一个输出电压为50V、脉冲前沿为5ns的尖脉冲,由该脉冲作为Marx电路的触发信号,如果需要产生一定重复频率的触发信号,只需要把触发电路的开关S21短路,根据需要修改555发生器的电阻和电容参数即可。
通过分析研究发现,增大触发信号斜率K,可使得脉冲的触发抖动减小。为了增大触发信号斜率K,设计了2级触发的触发模式,由第一级触发电路产生一个幅值较低、前沿较陡的脉冲,作为第二级触发电路的输入信号,由于第二级触发电路采用三极管是雪崩三极管MMBT3904作为开关,其电源电压采用的是50V,利用雪崩原理,第二级触发电路可以提供一个上升沿更陡,驱动能力更强的触发信号,可以有效的改善触发稳定性问题。通过实验测试,对比了不同上升沿触发信号的结果,如表1所示(样本量为50次),从表中可以看出,如果采用一级触发和二级触发相结合的触发电路,触发时间抖动很小,满足为MARX脉冲电路提供稳定的触发,使得脉冲电路的输出脉冲稳定性更好、脉冲前沿更陡。
表1不同触发信号对触发稳定度的影响
触发信号 电压 上升沿 斜率K 触发时间抖动方差
只有一级触发 5V 35ns 0.14V/ns 1.51ns
第一级触发和第二级触发 50V 5ns 10V/ns 0.017ns
如图4所示,所述Marx电路包括输入级电路、若干级充放电电路和输出级电路,所述输入级电路包括三极管T1,所述三极管T1的基极为所述Marx电路的输入端,所述三极管T1的集电极接第一级充放电电路的输入端,所述三极管T1的发射极接地;所述每级充放电电路包括充电电感L31、电容C31、电阻R31-R32和雪崩三极管T2,所述充电电感L31的一端接VCC,另一端经电容C31后分为两路,第一路与雪崩三极管T2的基极连接,第二路与雪崩三极管T2的发射极连接,雪崩三极管T2的基极依次经电阻R31、电阻R32后接地,其中所述充电电感L31与电容C31的结点为每级充放电电路的输入端,雪崩三极管T2的集电极为每级充放电电路的输出端,其中,第一级充放电电路的输出端接第二级充放电电路的输入端,第二级充放电电路的输出端与第三级充放电电路的输入端连接,依次类推,所述第n级充放电电路的输出端与所述输出级电路的输入端连接,其中所述输出级电路包括充电电感L32、电容C32和电阻R33-R34,充电电感L32的一端与电容C32的一端合并后为所述输出级电路的输入端,充电电感L32的另一端接电源VCC,电容C32的另一端分为两路,第一路为所述Marx电路的输出端,第二路依次经电阻R33-R34后接地,n为大于3的自然数。
当直流电源接通时,各充电电容迅速充电,在按下触发开关S21前,各个雪崩三极管截止,但已处于临界雪崩状态,各充电电容均充有直流偏置电源电压VCC,当按下触发开关S21时,首先引起三级管T1触发导通,第一级触发电路的雪崩三极管T2过压导通,此时,第一级触发电路中的充电电容C31右端的电势等于第二级触发电路中充电电容C31左端的电势,都等于电源电压VCC,由于电容两端的电压不会突变,因此,在第二级触发电路中充电电容C31的右端可得到2倍于VCC的瞬间电势,而此瞬间电势加到第一级触发电路的雪崩三极管T2的集电极和发射级之间,使得第一级触发电路中的雪崩三极管T2发生雪崩击穿,依次类推,各级三极管全部雪崩导通,此时,各充电电容相当于串联,通过负载电阻R33-R34对地放电,最后在负载电阻R33-R34上获得输出电压为n倍于直流电源电压的负脉冲,从理论上来说,其倍数就是充电电容的个数。由于雪崩三极管的雪崩效应,电容的快速放电形成的输出脉冲前沿可以达到亚纳秒级,而由于实际电路的损耗以及雪崩管的导通电阻存在,使得实际输出峰值电压约为理论计算的80%。
Marx电路属于高速电路,要求高频基板材料介电常数必须小而且稳定,介质损耗必须小,吸水性要低、耐压、耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。另外在对高频电路进行布线时,阻抗匹配也是需要考虑的问题。为了减小电路的引线电感,整个PCB设计的主电路采用无线设计,雪崩三极管和电容共用同一个焊盘,这种紧凑型的设计既缩小了电路体积,又提高了稳定性。Marx电路最终选用的是聚四氟乙烯板材(相对介电常数εr为2.55,介质损耗0.002,板厚1mm),可以承受15kV的电压。
充电电感L31采用高频绕线贴片电感,电感值为50μH,负载阻抗为可以在50Ω,电源电压180-260V。充电电容可以在10pF—100nF之间取值,所有元器件均采用贴片封装、紧凑型的PCB设计使得脉冲源实现了微型化。通过不断增加Marx电路的级数发现,其最高可以达到50级,而不同的级数所适用的电源电压、电容值是不同的。Marx电路的级数、电源电压、电容三者的取值是相辅相成的,需要根据对脉冲源不同的要求去设置,如果希望输出脉冲前沿和脉宽达到ps级,对输出电压峰值没要求,那么电容的取值就要很小(一般是几ps),电源电压需要达到雪崩三极管的最大承受电压,必须保证一级雪崩三极管能够过压导通,而如果要求脉冲源有较高的电压峰值,输出脉冲前沿和脉宽达到ns级就可以,那么充电电容的取值可以取得大一些,一般来说,电容越大,输出电压峰值越高,但是大到一定程度,输出电压峰值将不再发生变化,此时电容可以在1000pF和100nF之间取值,电源电压的取值就不宜过大,由于多级Marx电路在雪崩导通过程中的电势累加过大致使部分雪崩三极管发生热击穿,影响脉冲发生装置的工作寿命。因此,当采用较大电容,Marx电路的级数达到30级以上时,电源电压保证达到雪崩三极管的最低导通电压即可。
如图5所示是脉冲发生装置的高频电路部分,为了避免本脉冲发生装置的高频电路对周边电路的影响,将Marx电路和触发电路放置在屏蔽盒1中,为了防止触发电路对Marx电路产生干扰,在触发电路的输出端连接光电耦合器的1端口,触发电路的地连接在光电耦合器的2端口,光电耦合器的3端口接50V直流电源,光电耦合器的4端口连接在Marx电路的输入端;所有的直流电源也单独采用了屏蔽和散热的处理,放置在屏蔽盒1的外面,另外,考虑到级数多的脉冲源输出电压比较高,所以选用了耐压更高的N型接头2,将其连接在屏蔽盒的右端输出负脉冲,这种隔离和屏蔽的设计可以有效的减小内部和外部电路对Marx电路的影响,使得脉冲源的整体结构更加紧凑和稳定。

Claims (6)

1.一种高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:包括直流电源、触发电路和Marx电路,所述直流电源的输出端分别与所述触发电路和Marx电路的电源输入端连接,所述触发电路的输出端经光耦与所述Marx电路的信号输入端连接,所述Marx电路的输出端为所述脉冲发生装置的脉冲信号输出端。
2.如权利要求1所述的高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:所述直流电源包括变压器U1、电容C11-C15和二极管D11-D14,变压器U1的输入端接交流电,变压器U1的一个输出端与电容C11的一端连接,电容C11的另一端经电容C13与二极管D14的负极连接,二极管D14的正极依次经电容C14、电容C12后与变压器U1的另一个输出端连接,二极管D11的正极以及二极管D12的负极接电容C11与电容C13的结点,二极管D11的负极接电容C12与变压器U1的结点,二极管D12的正极以及二极管D13的负极接电容C12与电容C14的结点,变压器U1与电容C12的结点为所述直流电源的负极输出端,电容C14与二极管D14的结点为所述直流电源的正极输出端,所述电容C15并联在所述直流电源的输出端。
3.如权利要求1所述的高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:所述触发电路包括第一级触发电路和第二级触发电路,所述第一级触发电路包括NE555定时器U2和整形芯片U3,所述U3使用74LS123,所述U2的1脚接地,所述U2的2脚分为两路,第一路经电阻R21接地,第二路经触发开关S21接地;所述U2的3脚与所述U3的2脚连接;所述U2的4脚接电源;所述U2的5脚经电容C21接地;所述U2的6脚分为三路,第一路经电容C22接地,第二路经电阻R22接电源,第三路与所述U2的7脚连接;所述U2的8脚接电源;所述U3的1脚接地;所述U3的3脚接电源;所述U3的14脚经电容C23后分为两路,第一路与所述U3的15脚连接,第二路经电阻R23接电源;所述U3的13脚经电容C24后分为两路,第一路为所述第一级触发电路的输出端,第二路经电阻R24接地,所述U3的其它引脚悬空;
所述第二级触发电路包括三极管Q21,所述第一级触发电路的输出端与第二级触发电路的输入端连接,所述第二级触发电路的输入端分为两路,第一路经反向二极管D21后接地,第二路与三极管Q21的基极连接,三极管Q21的发射极接地,三极管Q21的集电极分为两路,第一路经电阻R25后接电源,第二路与电容C25的一端连接,电容C25的另一端分为两路,第一路经电容C26接地,第二路经电阻R26接地,所述电容C25与电阻R26的结点为所述触发电路的信号输出端。
4.如权利要求1所述的高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:所述Marx电路包括输入级电路、若干级充放电电路和输出级电路,所述输入级电路包括三极管T1,所述三极管T1的基极为所述Marx电路的输入端,所述三极管T1的集电极接第一级充放电电路的输入端,所述三极管T1的发射极接地;所述每级充放电电路包括充电电感L31、电容C31、电阻R31-R32和雪崩三极管T2,所述充电电感L31的一端接VCC,另一端经电容C31后分为两路,第一路与雪崩三极管T2的基极连接,第二路与雪崩三极管T2的发射极连接,雪崩三极管T2的基极依次经电阻R31、电阻R32后接地,其中所述充电电感L31与电容C31的结点为每级充放电电路的输入端,雪崩三极管T2的集电极为每级充放电电路的输出端,其中,第一级充放电电路的输出端接第二级充放电电路的输入端,第二级充放电电路的输出端与第三级充放电电路的输入端连接,依次类推,所述第n级充放电电路的输出端与所述输出级电路的输入端连接,其中所述输出级电路包括充电电感L32、电容C32和电阻R33-R34,充电电感L32的一端与电容C32的一端合并后为所述输出级电路的输入端,充电电感L32的另一端接电源VCC,电容C32的另一端分为两路,第一路为所述Marx电路的输出端,第二路依次经电阻R33-R34后接地,n为大于3的自然数。
5.如权利要求1所述的高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:所述Marx电路和触发电路位于屏蔽盒(1)内。
6.如权利要求1所述的高效率双指数电磁脉冲发生装置,其特征在于:所述Marx电路的输出端设有N型接头(2)。
CN201610200410.XA 2016-04-01 2016-04-01 高效率双指数电磁脉冲发生装置 Active CN105634441B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610200410.XA CN105634441B (zh) 2016-04-01 2016-04-01 高效率双指数电磁脉冲发生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610200410.XA CN105634441B (zh) 2016-04-01 2016-04-01 高效率双指数电磁脉冲发生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105634441A true CN105634441A (zh) 2016-06-01
CN105634441B CN105634441B (zh) 2019-03-12

Family

ID=56049060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610200410.XA Active CN105634441B (zh) 2016-04-01 2016-04-01 高效率双指数电磁脉冲发生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105634441B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107818218A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 天津大学 一种用于电磁故障注入的纳秒级电磁脉冲发生器
CN108712162A (zh) * 2018-04-27 2018-10-26 湖北大学 一种雪崩晶体管串并联高压快沿开关电路
CN110880884A (zh) * 2019-11-29 2020-03-13 深圳先进技术研究院 基于雪崩三极管级联电路的输出可调纳秒脉冲源
CN111082695A (zh) * 2019-12-23 2020-04-28 上海空间电源研究所 一种空间纳秒级脉冲供电电路
CN114665845A (zh) * 2022-03-01 2022-06-24 电子科技大学 一种基于高电压触发和功率合成的高峰值功率脉冲源

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216695A (en) * 1991-06-14 1993-06-01 Anro Engineering, Inc. Short pulse microwave source with a high prf and low power drain
CN202798619U (zh) * 2012-09-24 2013-03-13 中国电子科技集团公司第三十八研究所 基于雪崩晶体管的皮秒级高功率超宽带窄脉冲信号发生器
CN102983773A (zh) * 2012-11-23 2013-03-20 中国人民解放军国防科学技术大学 可饱和脉冲变压器取代气体开关的全固态Marx发生器
CN105334361A (zh) * 2015-11-26 2016-02-17 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种全固态纳秒级脉冲发生系统
CN205453646U (zh) * 2016-04-01 2016-08-10 中国人民解放军军械工程学院 高效率双指数电磁脉冲发生装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216695A (en) * 1991-06-14 1993-06-01 Anro Engineering, Inc. Short pulse microwave source with a high prf and low power drain
CN202798619U (zh) * 2012-09-24 2013-03-13 中国电子科技集团公司第三十八研究所 基于雪崩晶体管的皮秒级高功率超宽带窄脉冲信号发生器
CN102983773A (zh) * 2012-11-23 2013-03-20 中国人民解放军国防科学技术大学 可饱和脉冲变压器取代气体开关的全固态Marx发生器
CN105334361A (zh) * 2015-11-26 2016-02-17 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种全固态纳秒级脉冲发生系统
CN205453646U (zh) * 2016-04-01 2016-08-10 中国人民解放军军械工程学院 高效率双指数电磁脉冲发生装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107818218A (zh) * 2017-10-31 2018-03-20 天津大学 一种用于电磁故障注入的纳秒级电磁脉冲发生器
CN107818218B (zh) * 2017-10-31 2023-11-21 天津大学 一种用于电磁故障注入的纳秒级电磁脉冲发生器
CN108712162A (zh) * 2018-04-27 2018-10-26 湖北大学 一种雪崩晶体管串并联高压快沿开关电路
CN108712162B (zh) * 2018-04-27 2022-05-06 湖北大学 一种雪崩晶体管串并联高压快沿开关电路
CN110880884A (zh) * 2019-11-29 2020-03-13 深圳先进技术研究院 基于雪崩三极管级联电路的输出可调纳秒脉冲源
CN111082695A (zh) * 2019-12-23 2020-04-28 上海空间电源研究所 一种空间纳秒级脉冲供电电路
CN114665845A (zh) * 2022-03-01 2022-06-24 电子科技大学 一种基于高电压触发和功率合成的高峰值功率脉冲源
CN114665845B (zh) * 2022-03-01 2023-12-22 电子科技大学 一种基于高电压触发和功率合成的高峰值功率脉冲源

Also Published As

Publication number Publication date
CN105634441B (zh) 2019-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205453646U (zh) 高效率双指数电磁脉冲发生装置
CN105634441A (zh) 高效率双指数电磁脉冲发生装置
CN205453649U (zh) 注入式双极性双指数电磁脉冲发生装置
CN104104362B (zh) 大幅度皮秒平衡脉冲信号发生器
CN204885822U (zh) 半导体激光器驱动电路及包括该电路的半导体激光器
CN206041199U (zh) 一种小型窄脉宽高峰值功率半导体激光器驱动电路
CN107257209A (zh) 一种应用于氢闸流管的高压纳秒脉冲触发器
CN106357239B (zh) 基于微带传输的雪崩三极管Marx电路皮秒脉冲发生器
CN208608890U (zh) 高压栅极驱动电路、浮地驱动电路和高压栅极源极驱动电路
CN105610414B (zh) 注入式双极性双指数电磁脉冲发生装置
CN103929089B (zh) 快前沿阶跃脉冲发生器
CN204068898U (zh) 一种运用雪崩三极管产生高压纳秒级脉冲信号的电路
CN205265526U (zh) 一种dc-dc变换器集成电路及其应用电路
CN208836436U (zh) 用于数据线的防静电电路
CN106685255A (zh) 新型电路拓扑方波高压脉冲电源
CN204013456U (zh) 开关电路
CN206472295U (zh) 用于消除音响功放关电后输出pop声电路
CN207233700U (zh) 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪
CN202488417U (zh) 一种抗干扰保护电路
CN209189963U (zh) 一种新型节能低损耗直角波脉冲电源
CN102457256A (zh) 复位信号延迟电路
CN208078867U (zh) 按摩贴升压电路
CN203492248U (zh) 基于分立器件的dc-dc恒流驱动电路
CN204103766U (zh) 基于rc振荡器的脉冲频率调制电路
CN217789649U (zh) 一种比较器触发宽度可调单脉冲发生电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant