基于分布式混合储能的纳秒级脉冲驱动源OA

为了提高脉冲驱动源的能量密度,提出了一种产生纳秒级前沿高压脉冲的分布式混合储能的快Marx发生器拓扑结构。应用串联谐振和沃尔顿倍压整流电路研究高倍压恒流充电模块,提出锂电池+超级电容混合储能结构以满足系统能量和功率的综合要求,以此设计了储能-放电单元;建立分布式储能快Marx发生器等效电路,确定了脉冲源放电回路主要参数,设计了三电极场畸变和自击穿气体开关以实现千安级纳秒级脉冲的波形输出;最终研制了一台脉冲驱动源样机,并进行了样机的性能测试和试验验证。结果表明:储能-放电单元具备恒流充电特性,单级可以实现0~15 kV电压充放电;样机输出脉冲波形前沿为17 ns,半高宽为545 ns,电流峰值为2.55 kA,系统储能约为1 kW·h,工作效率为70.9%。该样机为脉冲驱动源与高密度储能集成提供了参考,并为不同技术路线脉冲源的高能量高功率密度的实现提供工程经验。