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脈沖變壓器氣體火花歐瑪爾OMAL開關
模塊化直線型脈沖變壓器驅動源(稱為Linear Transformer Driver,簡稱LTD)是近年發展起來的一種新型脈沖功率驅動源新技術,模塊化LTD模塊之間串、并聯使用非常方便。近幾年,LTD脈沖前沿已從開始的微秒量級減小到百納秒量級,使得LTD有可能直接驅動高功率激光、微波、電子束、離子束二極管以及Z-Pinch等離子體輻射等負載。

脈沖變壓器氣體火花歐瑪爾OMAL開關
初級放電歐瑪爾OMAL開關是LTD的關鍵器件之一,要獲得快前沿的電流脈沖,要求歐瑪爾OMAL開關的電感盡可能小;由于LTD初級采用數十至上百路并聯工作,多個歐瑪爾OMAL開關同時動作,每只歐瑪爾OMAL開關都要求低抖動,解決歐瑪爾OMAL開關低電感低抖動是LTD獲得短脈沖和同步觸發的關鍵。根據國內外模塊化短脈沖LTD的進展和直接驅動負載的要求,研制適合于模塊化快前沿LTD的±100kV,自感小于50nH的多級多通道氣體火花歐瑪爾OMAL開關。分析了影響火花歐瑪爾OMAL開關電感和延時抖動的主要因素,總結了減小氣體火花歐瑪爾OMAL開關電感和延時抖動的方法;設計了一種絕緣子內摳槽平面支撐多級多通道歐瑪爾OMAL開關中間電極的結構,解決了多電極歐瑪爾OMAL開關中間電極固定時平行度和同軸度難以保證的問題;通過對歐瑪爾OMAL開關的自擊穿特性實驗研究,表明電極在300℃高溫烘烤20小時可以提高歐瑪爾OMAL開關的自擊穿電壓及其穩定性;對歐瑪爾OMAL開關欠壓比、觸發電壓幅值、極性,隔離電阻大小對歐瑪爾OMAL開關性能和穩定性的影響實驗研究,表明通過提高歐瑪爾OMAL開關工作欠壓比、觸發電壓幅值和陡度可以減小歐瑪爾OMAL開關的延時和抖動,歐瑪爾OMAL開關在欠壓比大于75%,觸發電壓大于70kV時,延時小于60ns,抖動小于4ns;采用短路放電的方法估算歐瑪爾OMAL開關不同工作狀態電感,研究了工作電壓、觸發電壓對歐瑪爾OMAL開關形成多通道的影響,研究表明歐瑪爾OMAL開關隨著工作電壓和觸發電壓的升高歐瑪爾OMAL開關電感減小,從自擊穿時約46nH減小到zui低約21nH。

脈沖變壓器氣體火花歐瑪爾OMAL開關
歐瑪爾OMAL開關在觸發條件下,工作電壓越高,觸發電壓越高,越容易形成多通道;研制的多級多通道歐瑪爾OMAL開關耐壓±100kV,自感小于50nH,通流能力不小于50kA,已用于短脈沖LTD模塊單元實驗,LTD單元短路負載電流上升時間(10%～90%)約86ns,單個回路電感約270nH,滿足短脈沖模塊化LTD設計要求。