NSP-IA紧凑型纳秒脉冲感应电压叠加器

NSP-IA紧凑型纳秒脉冲感应电压叠加器

NSP-IA Inductive Adder for Nanosecond High Voltage Pulses into Low-Impedance Loads

Eagle Harbor Technologies (EHT) 开发了一种用于产生纳秒级高压脉冲的感应电压叠加器(Inductive Adder)。这种技术能够驱动低阻抗负载提供高压脉冲。

EHT紧凑型纳秒脉冲感应加法器(NSP-IA)能够向低阻抗负载产生具有快速上升时间的高压脉冲。EHT最初开发这些设备是为了驱动非线性传输线(NLTLs),用于为海军研究办公室生产高功率微波。如今,这些脉冲器被广泛应用于多个领域,包括加速器物理学、脉冲功率研究、水净化、等离子体控制、脉冲雷达系统和高功率微波生产。

每个NSP-IA都为用户提供输出电压、脉冲宽度和脉冲重复频率的独立控制。感应加法器配有一个外部直流电源,允许用户控制脉冲器的输出电压和平均功率。为了解决最高电压感应加法器中电缆的电晕和发热问题,EHT开发了一种定制的SF6(六氟化硫)填充电缆,可以安全地实现高电压下的高平均功率运行。

感应加法叠加器是一种用于产生高压、快速上升时间脉冲的拓扑结构。在这种拓扑中,多个初级绕组通过磁芯耦合到单个次级绕组。每个初级绕组都由一个开关控制,当开关闭合时,初级绕组中的电压会感应到次级绕组中。由于所有初级绕组都耦合到同一个次级绕组,因此次级绕组中的电压是所有初级绕组电压的总和。

EHT的感应电压叠加器的独特之处在于其创新的磁芯设计和开关电路,这使得该系统能够产生纳秒级的脉冲,并能够驱动低阻抗负载。

NSP-IA感应电压叠加器主要特点
  • 可以使用相对较低电压的开关来产生高电压脉冲
  • 可以通过增加初级绕组的数量来轻松扩展输出电压
  • 可以实现非常快的上升时间
  • 输出阻抗低
  • 所有驱动组件均以地为参考。这消除了开关抖动问题和浮动栅极驱动的复杂性
  • 负载与输出电压之间几乎不相关
NSP-IA感应电压叠加器主要特点
  • 可以使用相对较低电压的开关来产生高电压脉冲
  • 可以通过增加初级绕组的数量来轻松扩展输出电压
  • 可以实现非常快的上升时间
  • 输出阻抗低
  • 所有驱动组件均以地为参考。这消除了开关抖动问题和浮动栅极驱动的复杂性
  • 负载与输出电压之间几乎不相关
NSP-IA 型号1 型号2 型号3
峰值输出电压 12 kV 24 kV 36 kV
50 Ω阻抗下的上升时间 8 ns 8 ns 10 ns
最小负载阻抗 16.7 Ω 33.3 Ω 50 Ω
最小负载阻抗下的上升时间 10 ns 10 ns 10 ns
达到全电压的最小脉冲宽度 30 ns 30 ns 30 ns
最大脉冲宽度 120 ns 120 ns 120 ns
最大脉冲重复频率(连续) 25 kHz 25 kHz 25 kHz
最大脉冲重复频率(突发) 50 kHz 50 kHz 50 kHz

20 kV @50 Ohm, 最小脉宽

20 kV @50 Ohm, 最大脉宽

30 kV @50 Ohm, 最大脉宽

  • 等离子体研究
  • 高功率微波
  • 雷达
  • 粒子加速器
  • 激光器驱动
  • 脉冲电源