CN110545089A - 一种脉冲形成电路及ltd模块 - Google Patents

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CN110545089A CN201910836376.9A CN201910836376A CN110545089A CN 110545089 A CN110545089 A CN 110545089A CN 201910836376 A CN201910836376 A CN 201910836376A CN 110545089 A CN110545089 A CN 110545089A
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Abstract

本申请提供了一种脉冲形成电路及LTD模块，所述脉冲形成电路包括输入端、输出端、放电开关和脉冲形成网络；所述放电开关和所述脉冲形成网络串联在所述输入端和所述输出端之间；所述放电开关包括绝缘栅双极性晶体管开关以及驱动电路；所述驱动电路与所述绝缘栅双极性晶体管开关电连接；所述驱动电路用于向所述绝缘栅双极性晶体管开关提供触发信号。在本申请中，采用绝缘栅双极性晶体管开关的放电开关，工作寿命更长，工作更加稳定。

Description

一种脉冲形成电路及LTD模块
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，例如，涉及一种脉冲形成电路及LTD模块。
背景技术
在脉冲功率技术的很多重要应用领域中，都需要方波脉冲。现有的技术方案中，LTD(Linear Transformer Driver，直线变压驱动源)模块的脉冲形成电路采用的多为气体开关。采用气体开关导致LTD模块的工作寿命不长，不稳定。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种脉冲形成电路及LTD模块，以改善上述“LTD模块工作寿命不长”的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例通过如下方式实现：
第一方面，本申请实施例提供一种脉冲形成电路，所述脉冲形成电路包括输入端、输出端、放电开关和脉冲形成网络；所述放电开关和所述脉冲形成网络串联在所述输入端和所述输出端之间；所述放电开关包括绝缘栅双极性晶体管开关以及驱动电路；所述驱动电路与所述绝缘栅双极性晶体管开关电连接；所述驱动电路用于向所述绝缘栅双极性晶体管开关提供触发信号。
在本申请中，采用绝缘栅双极性晶体管开关的放电开关，工作寿命更长，工作更加稳定。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述绝缘栅双极性晶体管开关的数量为多个，多个所述绝缘栅双极性晶体管开关形成串并联结构。
在本申请中，绝缘栅双极性晶体管开关的数量为多个，采用多个绝缘栅双极性晶体管开关形成的串并联结构，进一步地提高了输出的电压。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述脉冲形成网络为单线结构，具有沿顺时针方向设置的第一连接端，第二连接端，第三连接端及第四连接端，所述第一连接端与所述输入端连接，所述第二连接端与所述放电开关的一端连接，所述第三连接端及所述第四连接端均接地；所述脉冲形成网络内部包括多个陶瓷电容器以及多个电感，所述多个陶瓷电容器并联设置，且每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感；所述多个陶瓷电容器包括位于所述脉冲形成网络两侧的第一陶瓷电容器及第二陶瓷电容器，所述多个电感包括与所述第一陶瓷电容器并联的第一电感及第四电感，及与所述第二陶瓷电容器并联的第二电感及第三电感，所述第一电感与所述第一陶瓷电容器的连接节点与所述第一连接端连接，所述第四电感与所述第一陶瓷电容器的连接节点与所述第四连接端连接，所述第二电感远离其与所述第二陶瓷电容器的连接节点的一端与所述第二连接端连接，所述第三电感远离其与所述第二陶瓷电容器的连接节点的一端与所述第三连接端连接。
在本申请中，采用上述结构的脉冲形成网络代替了传统的电容用作脉冲的形成，不用谐波叠加也可获得方波脉冲输出，且具有良好的波形平顶，有利于产生高品质电子束。同时，采用多个陶瓷电容和连接在每个陶瓷电容两端的电感组成的脉冲形成网络，实现了全固态结构。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述脉冲形成电路还包括磁开关；所述磁开关包括第一环形磁芯和绕设在所述第一环形磁芯上的绕组，所述绕组的一端与所述放电开关的另一端连接，所述绕组的另一端与所述输出端连接。
在本申请中，采用磁开关可以对输出脉冲的上升沿进一步陡化，解决了脉冲波形上升沿较慢的问题，进而提高电子束质量。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述脉冲形成网络为Blumlein脉冲形成网络，包括均为单线结构的脉冲形成网络的第一脉冲形成子网络及第二脉冲形成子网络；所述第一脉冲形成子网络具有沿顺时针方向设置的第一连接端，第二连接端，第三连接端及第四连接端，所述第一连接端与所述放电开关的一端连接，所述第二连接端与输出端连接，所述第三连接端及第四连接端与所述第二脉冲形成子网络连接；所述第二脉冲形成子网络包括沿顺时针方向设置的第五连接端，第六连接端，第七连接端及第八连接端，所述第五连接端与所述第四连接端连接，所述第六连接端与所述第三连接端连接，所述第七连接端接地，所述第八连接端空置，所述第五连接端与所述第四连接端的连接节点与所述放电开关的另一端连接，所述第五连接端与所述第四连接端的连接节点与所述放电开关的另一端的连接节点与所述输入端连接。
在本申请中，Blumlein脉冲形成网络的第一连接端与放电开关的一端连接，实现了对放电开关的强触发，提高了放电开关的导通速度，减小方波脉冲的上升时间。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述脉冲形成电路还包括磁开关；所述磁开关包括第一环形磁芯和绕设在所述第一环形磁芯上的绕组，所述绕组的一端与所述第二连接端连接，所述绕组的另一端连接所述输出端。
在本申请中，采用磁开关可以对输出脉冲的上升沿进一步陡化，解决了脉冲波形上升沿较慢的问题，进而提高电子束质量。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述磁开关的伏秒积小于等于所述脉冲形成网络的充电电压和输出脉冲的上升时间的乘积的一半。
在本申请中，磁开关的伏秒积小于等于所述脉冲形成网络的充电电压和输出脉冲的上升时间的乘积的一半，进而减小了磁开关的体积。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第一环形磁芯为具有矩形磁滞回线特性的磁性材料。
在本申请中，采用具有矩形磁滞回线特性的磁性材料的第一环形磁芯使得磁芯饱和时能够有足够小的磁导率，获得更好的脉冲上升沿。
第二方面，本申请实施例提供一种LTD模块，包括第二环形磁芯、包覆在第二环形磁芯外部的单匝绕组以及与所述单匝绕组连接的多个并联的如上述第一方面提供的脉冲形成电路。
结合上述第二方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第二环形磁芯为具有矩形磁滞回线特性的磁性材料。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种脉冲形成电路的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种放电开关的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种单线结构的脉冲形成网络的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的第二种脉冲形成电路的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的第三种脉冲形成电路的结构示意图。
图6为本申请实施例提供的Blumlein脉冲形成网络的结构示意图。
图7为本申请实施例提供的第四种脉冲形成电路的结构示意图。
图8为本申请实施例提供的一种LTD模块的结构示意图。
图标：100-脉冲形成电路；10-放电开关；20-脉冲形成网络；30-磁开关；301-第一环形磁芯；40-LTD模块；200-第二环形磁芯。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在现有技术中，LTD模块的脉冲形成电路采用的多为气体开关。采用气体开关导致LTD模块的工作寿命不长，不稳定。
鉴于上述问题，本申请发明人经过研究探索，提出以下实施例以解决上述问题。
请参考图1，本申请实施例提供一种脉冲形成电路100。该脉冲形成电路100包括输入端(HV IN)、输出端(OUT)、放电开关10和脉冲形成网络20。放电开关10和脉冲形成网络20串联在输入端(HV IN)和输出端(OUT)之间。
作为一种串联的实施方式，放电开关10的一端与输出端(OUT)连接，放电开关10的另一端与脉冲形成网络20的一端连接；脉冲形成网络20的另一端与输入端(HV IN)连接。
作为又一种串联的实施方式，放电开关10的一端与输入端(HV IN)连接，放电开关10的另一端与脉冲形成网络20的一端连接；脉冲形成网络20的另一端与输出端(OUT)连接。
其中，放电开关10包括绝缘栅双极性晶体管开关以及驱动电路D1。驱动电路D1与绝缘栅双极性晶体管开关电连接。驱动电路D1用于向绝缘栅双极性晶体管开关提供触发信号。
需要解释的是，绝缘栅双极型晶体管是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
相较于气体开关的10^6量级的寿命更长，绝缘栅双极性晶体管开关的寿命可达到10^9量级，因此，采用绝缘栅双极性晶体管开关的放电开关10的工作寿命更长。而且由于绝缘栅双极性晶体管开关的抖动由于气体开关，使得采用绝缘栅双极性晶体管开关的放电开关的而工作更加稳定。
作为一种可选地实施方式，绝缘栅双极性晶体管开关的数量可以为多个，多个绝缘栅双极性晶体管开关形成串并联结构。具体的，放电开关10包括M个串联的绝缘栅双极性晶体管开关以及N个与所述M个串联的绝缘栅双极性晶体管开关并联的绝缘栅双极性晶体管开关；其中，M大于等于1、N大于等于1。下面以图2为例，图2示出的是放电开关10包括2个串联的绝缘栅双极性晶体管开关以及2个与串联的绝缘栅双极性晶体管开关并联的绝缘栅双极性晶体管开关的情况。第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的发射极(Q1的E端)与第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的集电极(Q2的C端)连接，即第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1与第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2串联在电路中。第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的栅极(Q1的G端)与第三绝缘栅极双极性晶体管开关Q3的栅极(Q3的G端)连接；第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的栅极(Q2的G端)与第四绝缘栅极双极性晶体管开关Q4的栅极(Q4的G端)连接；即第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1与第三绝缘栅极双极性晶体管开关Q3并联，第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2与第四绝缘栅极双极性晶体管开关Q4并联。第三绝缘栅极双极性晶体管开关Q3的发射极(Q3的E端)与第四绝缘栅极双极性晶体管开关Q4的发射极(Q4的E端)连接。
可以理解的是，当第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的集电极(Q1的C端)与脉冲形成网络20连接时，第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的发射极(Q2的E端)与输出端(OUT)连接。当第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的集电极(Q1的C端)与输入端(HV IN)连接时，第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的发射极(Q2的E端)与脉冲形成网络20连接。
可选地，在第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的两端还并联一电容C1，电容C1的一端与第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的集电极(Q1的C端)连接，电容C1的另一端与第一绝缘栅双极性晶体管开关Q1的发射极(Q1的E端)连接。在第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的两端还并联一电容C2，电容C2的一端与第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的集电极(Q2的C端)连接，电容C2的另一端与第二绝缘栅双极性晶体管开关Q2的发射极(Q2的E端)连接。电容C1的另一端还与电容C2的一端连接。在第三绝缘栅双极性晶体管开关Q3的集电极(Q3的C端)还串联一电阻R1，即电阻R1的一端与第三绝缘栅双极性晶体管开关Q3的集电极(Q3的C端)连接。在第四绝缘栅双极性晶体管开关Q4的集电极(Q4的C端)还串联一电阻R2，即电阻R2的一端与第四绝缘栅双极性晶体管开关Q4的集电极(Q4的C端)连接。电阻R1的另一端与电阻R2的另一端连接。
可以理解的是，图中仅示出的是两个串联的绝缘栅双极性晶体管开关以及两个并联的绝缘栅双极性晶体管开关形成的串并联结构。在其他实施例中，也可以选择其他数量的绝缘栅双极性晶体管开关形成的串并联结构，比如可以是五个串联的绝缘栅双极性晶体管开关以及五个并联的绝缘栅双极性晶体管开关，也可以是四个串联的绝缘栅双极性晶体管开关以及六个并联的绝缘栅双极性晶体管开关，在此，本申请不作限定。
在本申请实施例中，采用多个绝缘栅双极性晶体管开关形成的串并联结构，能够进一步地提高了输出的电压。相较于现有技术中常采用的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)开关的脉冲形成电路，输出的电压更高。
除了将放电开关10设置为绝缘栅双极性晶体管开关之外，本申请还采用脉冲形成网络20代替传统的电容用作脉冲的形成。
作为一种脉冲形成网络20的实施方式，请参阅图3，图3示出的是一种单线结构的脉冲形成网络20的结构示意图。而图1中所包含的脉冲形成网络是单线结构的脉冲形成网络的等效简化结构。请一并参阅图1及图3，脉冲形成网络20的单线结构，具有沿顺时针方向设置的第一连接端T1，第二连接端T2，第三连接端T3及第四连接端T4。本实施例中，第一连接端T1与输入端连接，第二连接端T2与放电开关的一端连接，第三连接端T3及第四连接端T4均接地。
脉冲形成网络20内部包括多个陶瓷电容器以及多个电感。本实施例中，多个陶瓷电容器并联设置，且每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感。多个陶瓷电容器包括位于脉冲形成网络两侧的第一陶瓷电容器C11及第二陶瓷电容器C12。多个电感包括与第一陶瓷电容器C11并联的第一电感L1及第四电感L4，及与第二陶瓷电容器C12并联的第二电感L2及第三电感L3。第一电感L1与第一陶瓷电容器C11的连接节点与第一连接端T1连接，第四电感L4与第一陶瓷电容器C11的连接节点与第四连接端T4连接，第二电感L2远离其与第二陶瓷电容器C12的连接节点的一端与第二连接端T2连接，第三电感L3远离其与第二陶瓷电容器C12的连接节点的一端与第三连接端T3连接。
可以理解，其他实施例中，也可以是第二电感L2远离其与第二陶瓷电容器C12的连接节点的一端与第一连接端T1连接，第三电感L3远离其与第二陶瓷电容器C12的连接节点的一端与第四连接端T4连接，第一电感L1与第一陶瓷电容器C11的连接节点与第二连接端T2连接，第四电感L4与第一陶瓷电容器C11的连接节点与第三连接端T3连接。
可以理解的是，图3示出的是包括9个陶瓷电容器以及18个电感的脉冲形成网络20。为了便于理解连接关系，可以将每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感当做一个整体，即第一陶瓷电容器C11并联的第一电感L1及第四电感L4当做第一元件组，第二陶瓷电容器C12并联的第二电感L2及第三电感L3当做第二元件组。9个陶瓷电容器以及18个电感脉冲形成网络就包含9个元件组，第一元件组和第二元件组位于脉冲形成网络两侧，其余7个元件组串联在第一元件组和第二元件组之间。
需要说明的是，图3示出仅是包括9个陶瓷电容器以及18个电感的脉冲形成网络。在其他实施例中，脉冲形成网络也可以是由8个陶瓷电容器以及16个电感组成，还可以是5个个陶瓷电容器以及10个电感组成。对此，本申请不作限定。
在本申请实施例中，采用上述单线结构的脉冲形成网络代替了传统的电容用作脉冲的形成，不用谐波叠加也可获得方波脉冲输出，且具有良好的波形平顶，有利于产生高品质电子束。同时，采用多个陶瓷电容和连接在每个陶瓷电容两端的电感组成的脉冲形成网络，实现了全固态结构。
在本申请实施例中，为了提高输出的电子束质量，解决脉冲波形上升沿较慢的问题，使得输出脉冲的上升沿进一步陡化，该脉冲形成电路还包括磁开关30(如图4所示)。
磁开关30包括第一环形磁芯301和绕设在所述第一环形磁芯301上的绕组。绕组的一端与放电开关10的另一端连接，绕组的另一端与所述输出端(OUT)连接。
磁开关30的主要参数包括绕组匝数N、磁芯截面积S与饱和磁通密度ΔB。伏秒积是磁开关的重要参数，决定了磁开关30的体积和损耗等，单位为v*s(伏*秒)，等于磁芯饱和磁通密度、匝数和磁芯截面积的乘积。伏秒积由波形陡化前的上升时间Δt和脉冲形成网络的充电电压UN决定。伏秒积的计算公式为：N×S×ΔB＝∫UN·dt(约等于)。因此，为了减小磁开关的体积，必须使磁开关的伏秒积小于等于即磁开关的伏秒积小于等于脉冲形成网络的充电电压和输出脉冲的上升时间的乘积的一半。
第一环形磁芯301的作用是承受波形上升阶段的电压，在此阶段需要磁性能用很大的磁导率，这样通过电流就更小，而在磁芯饱和时需要其能够有足够小的磁导率，这样形成的电压便可以迅速加载到负载上，以此就可以获得更好的脉冲上升沿。因此第一环形磁芯301选取具有极好的矩形磁滞回线的材料，比如本申请实施例中，采用钴基非晶第一环形磁芯301。该材料的初始磁导率很高，第一环形磁芯301达到饱和伏秒积时承受的电流较小，脉冲前沿就会比较短，而第一环形磁芯301达到饱和时磁导率很低，第一环形磁芯301饱和后绕组的电感会很低，使得形成的脉冲迅速加到负载上。
作为另一种脉冲形成网络的实施方式，请参阅图5，图5示出的是第三种脉冲形成电路100的结构示意图。其中，脉冲形成电路100中的脉冲形成网络20为Blumlein(布鲁姆林)脉冲形成网络，图5所包含的脉冲形成网络是Blumlein脉冲形成网络的等效简化结构。
下面介绍具体的Blumlein脉冲形成网络的结构，请一并参阅图5及图6，Blumlein脉冲形成网络20包括均为单线结构的脉冲形成网络的第一脉冲形成子网络及第二脉冲形成子网络。
第一脉冲形成子网络具有沿顺时针方向设置的第一连接端T1，第二连接端T2，第三连接端T3及第四连接端T4。第一连接端T1与放电开关的一端连接，第二连接端T2与输出端连接，第三连接端T3及第四连接端T4与第二脉冲形成子网络连接。
其中，第一脉冲形成子网络内部包括多个陶瓷电容器及多个电感，多个陶瓷电容器并联设置，且每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感。多个陶瓷电容器包括位于脉冲形成网络20两侧的第一陶瓷电容器C21及第二陶瓷电容器C22。多个电感包括与第一陶瓷电容器C21并联的第一电感L1及第四电感L4，及与第二陶瓷电容器C22并联的第二电感L2及第三电感L3。第一电感L1与第一陶瓷电容器C21的连接节点与第一连接端T1连接。第四电感L4与第一陶瓷电容器C21的连接节点与第四连接端T4连接。第二电感L2远离其与第二陶瓷电容器C22的连接节点的一端与第二连接端T2连接。第三电感L3远离其与第二陶瓷电容器C22的连接节点的一端与第三连接端T3连接。
可以理解，其他实施例中，也可以是第二电感L2远离其与第二陶瓷电容器C22的连接节点的一端与第一连接端T1连接。第三电感L3远离其与第二陶瓷电容器C22的连接节点的一端与第四连接端T4连接。第一电感L1与第一陶瓷电容器C21的连接节点与第二连接端T2连接。第四电感L4与第一陶瓷电容器C21的连接节点与第三连接端T3连接。
第二脉冲形成子网络包括沿顺时针方向设置的第五连接端T5，第六连接端T6，第七连接端T7及第八连接端T8。第五连接端T5与第四连接端T4连接，第六连接端T6与第三连接端T3连接，第七连接端T7接地，第八连接端T8空置，第五连接端T5与第四连接端T4的连接节点与放电开关10的另一端连接，第五连接端T5与第四连接端T4的连接节点与放电开关10的另一端的连接节点与输入端连接。
其中，第二脉冲形成子网络内部包括多个陶瓷电容器及多个电感，多个陶瓷电容器并联设置，且每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感。多个陶瓷电容器包括位于脉冲形成网络两侧的第三陶瓷电容器C23及第四陶瓷电容器C24。多个电感包括与第三陶瓷电容器C23并联的第五电感L5及第八电感L8，及与第四陶瓷电容器C24并联的第六电感L6及第七电感L7。第五电感L5与第三陶瓷电容器C23的连接节点与第五连接端T5连接，第八电感L8与第三陶瓷电容器C23的连接节点与第八连接端T8连接，第六电感L6远离其与第四陶瓷电容器C24的连接节点的一端与第六连接端T6连接，第七电感L7远离其与第四陶瓷电容器C24的连接节点的一端与第七连接端T7连接。
可以理解，其他实施例中，也可以是第六电感L6远离其与第四陶瓷电容器C24的连接节点的一端与第五连接端T5连接，第七电感L7远离其与第四陶瓷电容器C24的连接节点的一端与第八连接端T8连接，第五电感L5与第三陶瓷电容器C23的连接节点与第六连接端T6连接，第八电感L8与第三陶瓷电容器C23的连接节点与第七连接端T7连接。
可以理解的是，Blumlein脉冲形成网络的结构包括均为单线结构的脉冲形成网络20的第一脉冲形成子网络及第二脉冲形成子网络。图6示出的第一脉冲形成子网络包括8个陶瓷电容器以及16个电感，第二脉冲形成子网络包括8个陶瓷电容器以及16个电感。为了便于理解每个脉冲形成子网络中元件的连接关系，可以将每个脉冲形成子网络中的每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感当做一个整体，即第一陶瓷电容器C21并联的第一电感L1及第四电感L4当做第一元件组，第二陶瓷电容器C22并联的第二电感L2及第三电感L3当做第二元件组。8个陶瓷电容器以及16个电感脉冲形成网络就包含8个元件组，第一元件组和第二元件组位于脉冲形成网络两侧，其余6个元件组串联在第一元件组和第二元件组之间。
需要说明的是，图6示出的Blumlein脉冲形成网络是由两个包括8个陶瓷电容器以及18个电感的脉冲形成子网络形成的。在其他实施例中，脉冲形成子网络也可以是由5个陶瓷电容器以及10个电感组成，还可以是6个个陶瓷电容器以及12个电感组成。对此，本申请不作限定。
可以理解，第一脉冲形成子网络中的陶瓷电容器的数量及电感的数量可以与所述第二脉冲形成子网络中的陶瓷电容器的数量及电感的数量可根据需要设置为相同或不同。对此，本申请不做限定。在本申请实施例中，由于Blumlein脉冲形成网络的第一连接端T1与放电开关的一端连接，因此，可以实现对放电开关的强触发，提高了放电开关的导通速度，减小方波脉冲的上升时间。
可以理解的是，当采用Blumlein脉冲形成网络的结构的脉冲形成电路时，该脉冲形成电路也可以包括磁开关30(如图7所述)。
磁开关30包括第一环形磁芯301和绕设在第一环形磁芯301上的绕组。绕组的一端与第二连接端连接，绕组的另一端连接输出端(OUT)。磁开关的伏秒积小于等于脉冲形成网络的充电电压和输出脉冲的上升时间的乘积的一半。
需要说明的是，磁开关的结构和参数已在上述实施例中进行了说明，为了避免累赘，在此不再过多的阐述。
请参阅图8，本申请实施例还提供一种LTD模块40，包括第二环形磁芯200、包覆在第二环形磁芯200外部的单匝绕组以及与单匝绕组连接的多个并联的如上述实施例提供的脉冲形成电路100。图8示出的LTD模块40包括第二环形磁芯200、包覆在第二环形磁芯200外部的单匝绕组以及与单匝绕组连接的4个并联的脉冲形成电路100。在其他实施例中，并联的脉冲形成电路100可以是5个、8个、10个。对此，本申请不作限定。
具体的连接时，单匝绕组包括多组并联的正、负输入端。每组正、负输入端连接一个脉冲形成电路100的两个输出端(OUT)。
其中，为了可以获得更好的脉冲上升沿，第二环形磁芯选取具有极好的矩形磁滞回线的材料，比如采用钴基非晶第二环形磁芯。在此，本申请也不作限定。
综上所述，由于本申请实施例提供的LTD模块40包括上述实施例中的脉冲形成电路100，因此，本申请实施例提供的LTD模块40工作寿命更长，工作更加稳定，且输出的电压较高。同时，采用脉冲形成网络代替了传统的电容用作脉冲的形成，不用谐波叠加也可获得方波脉冲输出，且具有良好的波形平顶，有利于产生高品质电子束。并且，采用多个陶瓷电容和两端的电感组成的脉冲形成网络，实现了全固态结构。并且，采用磁开关，可以对输出脉冲的上升沿进一步陡化，解决了脉冲波形上升沿较慢的问题，进而提高电子束质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脉冲形成电路，其特征在于，所述脉冲形成电路包括输入端、输出端、放电开关和脉冲形成网络；所述放电开关和所述脉冲形成网络串联在所述输入端和所述输出端之间；
所述放电开关包括绝缘栅双极性晶体管开关以及驱动电路；所述驱动电路与所述绝缘栅双极性晶体管开关电连接；所述驱动电路用于向所述绝缘栅双极性晶体管开关提供触发信号。
2.根据权利要求1所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述绝缘栅双极性晶体管开关的数量为多个，多个所述绝缘栅双极性晶体管开关形成串并联结构。
3.根据权利要求1所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述脉冲形成网络为单线结构，具有沿顺时针方向设置的第一连接端，第二连接端，第三连接端及第四连接端，所述第一连接端与所述输入端连接，所述第二连接端与所述放电开关的一端连接，所述第三连接端及所述第四连接端均接地；
所述脉冲形成网络内部包括多个陶瓷电容器以及多个电感，所述多个陶瓷电容器并联设置，且每个陶瓷电容器的两端均分别并联有一个电感；所述多个陶瓷电容器包括位于所述脉冲形成网络两侧的第一陶瓷电容器及第二陶瓷电容器，所述多个电感包括与所述第一陶瓷电容器并联的第一电感及第四电感，及与所述第二陶瓷电容器并联的第二电感及第三电感，所述第一电感与所述第一陶瓷电容器的连接节点与所述第一连接端连接，所述第四电感与所述第一陶瓷电容器的连接节点与所述第四连接端连接，所述第二电感远离其与所述第二陶瓷电容器的连接节点的一端与所述第二连接端连接，所述第三电感远离其与所述第二陶瓷电容器的连接节点的一端与所述第三连接端连接。
4.根据权利要求3所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述脉冲形成电路还包括磁开关；
所述磁开关包括第一环形磁芯和绕设在所述第一环形磁芯上的绕组，所述绕组的一端与所述放电开关的另一端连接，所述绕组的另一端与所述输出端连接。
5.根据权利要求1所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述脉冲形成网络为Blumlein脉冲形成网络，包括均为单线结构的脉冲形成网络的第一脉冲形成子网络及第二脉冲形成子网络；
所述第一脉冲形成子网络具有沿顺时针方向设置的第一连接端，第二连接端，第三连接端及第四连接端，所述第一连接端与所述放电开关的一端连接，所述第二连接端与输出端连接，所述第三连接端及第四连接端与所述第二脉冲形成子网络连接；
所述第二脉冲形成子网络包括沿顺时针方向设置的第五连接端，第六连接端，第七连接端及第八连接端，所述第五连接端与所述第四连接端连接，所述第六连接端与所述第三连接端连接，所述第七连接端接地，所述第八连接端空置，所述第五连接端与所述第四连接端的连接节点与所述放电开关的另一端连接，所述第五连接端与所述第四连接端的连接节点与所述放电开关的另一端的连接节点与所述输入端连接。
6.根据权利要求5所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述脉冲形成电路还包括磁开关；
所述磁开关包括第一环形磁芯和绕设在所述第一环形磁芯上的绕组，所述绕组的一端与所述第二连接端连接，所述绕组的另一端连接所述输出端。
7.根据权利要求4或6中任一项所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述磁开关的伏秒积小于等于所述脉冲形成网络的充电电压和输出脉冲的上升时间的乘积的一半。
8.根据权利要求4或6中任一项所述的脉冲形成电路，其特征在于，所述第一环形磁芯为具有矩形磁滞回线特性的磁性材料。
9.一种LTD模块，其特征在于，包括第二环形磁芯、包覆在第二环形磁芯外部的单匝绕组以及与所述单匝绕组连接的多个并联的如权利要求1所述的脉冲形成电路。
10.根据权利要求9所述的LTD模块，其特征在于，所述第二环形磁芯为具有矩形磁滞回线特性的磁性材料。
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