高频信号，并通过高频升压变压器将低压高频信号变为高压高频信号，最后通过整流电路将交流高压信号转换为高压直流信号。该电源最大输出2kV，负载2ΜΩ，最大输出功率21
[0024]输入连接器I由输入高压BNC接头11和输入连接头组成，本装置中选用耐压为2kV的高压BNC接头11，用于与直流高压源进行连接。输入连接头外部为两端开孔的输入端铜柱外壳12，中间为高压电极23，高压电极23和输入端铜柱外壳12之间为绝缘材料——聚四氟乙烯13，在输入连接头两端高压电极23之间连接1kQ的限流保护电阻15，限流保护电阻15为没有引线的无感电阻，其两端通过两个输入端平板电极14与高压电极23连接。
[0025]脉冲传输路径2外部为I米长的铜管21，管径为10mm，管壁厚为2mm ;铜管21中心为高压电极23，高压电极23为直径为3mm的硬铜导线，高压电极23和铜管21之间为聚四氟乙烯22。脉冲传输路径2通过螺纹与输入连接器I和输出连接器4连接，铜管21中的高压电极23中部连接湿簧管24。
[0026]在湿簧管24位置的脉冲传输路径2外部配置两个半圆形的第一磁铁31和第二磁铁32，即形成操作开关3。当需要输出高压脉冲时，将两个磁铁靠近湿簧管24，当湿簧管24接收到磁场即迅速闭合，从而控制高压陡脉冲源的输出。
[0027]输出连接器4由输出连接头和输出高压BNC接头41组成。输出高压BNC接头41耐压为2kV，与外部设备相连。输出连接头外部为输出端铜柱外壳42，中心为高压电极23，输出端铜柱外壳42和高压电极23之间为聚四氟乙烯43，在输出连接头两端高压电极之间连接50Ω的匹配电阻45，匹配电阻45为没有引线的无感电阻，其两端电极通过两个输出端平板电极44与高压电极23连接。输出连接头端部较细部分通过螺纹与脉冲传输路径2连接。
[0028]本发明中，湿簧管24的接通/断开速度可以达到纳秒级，使脉冲波形稳定，不易变化。本发明采用I米长的铜管，利用其中I米长的高压电极的电阻作为波阻抗来进行输出信号的匹配，使输出脉冲达到纳秒级。
【主权项】
1.一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，由高压直流源、输入连接器(1)、脉冲传输路径(2)、操作开关(3)和输出连接器(4)组成； 输入连接器⑴由输入高压BNC接头(11)和输入连接头组成；输入高压BNC接头(11)连接高压直流源； 输出连接器⑷由输出连接头和输出高压BNC接头(41)组成； 脉冲传输路径(2)连接输入连接头和输出连接头； 操作开关(3)设置于脉冲传输路径(2)外部； 脉冲传输路径(2)中设有通过操作开关(3)控制以控制高压陡脉冲源输出的湿簧管(24); 输入连接头外部为两端开孔的输入端铜柱外壳(12)，中间为高压电极(23)，高压电极(23)和输入端铜柱外壳(12)之间填充绝缘材料，在输入连接头两端高压电极(23)之间连接限流保护电阻(15)，限流保护电阻(15)两端通过两个输入端平板电极(14)与高压电极(23)连接; 输出连接头外部为输出端铜柱外壳(42)，中心为高压电极(23)，输出端铜柱外壳(42)和高压电极(23)之间填充绝缘材料，在输出连接头两端高压电极之间连接匹配电阻(45)，匹配电阻(45)两端电极通过两个输出端平板电极(44)与高压电极(23)连接。2.根据权利要求1所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，脉冲传输路径(2)外部为I米长的铜管(21);铜管(21)中心为高压电极(23)，高压电极(23)和铜管(21)填充绝缘材料；铜管(21)中的高压电极(23)中部连接湿簧管(24)。3.根据权利要求1所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，高压电极(23)为直径为3mm的硬铜导线。4.根据权利要求2所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，铜管(21)的管径为10mm，管壁厚为2mm。5.根据权利要求2所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，脉冲传输路径(2)通过螺纹与输入连接器(I)和输出连接器(4)连接。6.根据权利要求1所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，限流保护电阻(15)为1kQ的无感电阻；匹配电阻(45)为50Ω的无感电阻。7.根据权利要求1所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，高压直流源最大输出2kV，负载2ΜΩ，最大输出功率2W;输入高压BNC接头(11)和输出高压BNC接头(41)均为耐压为2kV的高压BNC接头。8.根据权利要求1所述的一种管式纳秒级高压陡脉冲源，其特征在于，操作开关(3)包括设置在湿簧管(24)位置的脉冲传输路径(2)外部配置两个半圆形的第一磁铁(31)和第二磁铁(32)。
【专利摘要】本发明公开一种管式纳秒级高压陡脉冲源，由高压直流源、输入连接器、脉冲传输路径、操作开关和输出连接器组成；输入连接器由输入高压BNC接头和输入连接头组成；输入高压BNC接头连接高压直流源；输出连接器由输出连接头和输出高压BNC接头组成；脉冲传输路径连接输入连接头和输出连接头；操作开关设置于脉冲传输路径外部；脉冲传输路径中设有通过操作开关控制以控制高压陡脉冲源输出的湿簧管。本发明陡脉冲源，体积小，重量轻，可用于电声脉冲法测量空间电荷的试验装置中；本发明采用以湿簧管代替火花间隙，使得电源的重量大大减小，经试验可输出脉冲宽度为1ns左右，幅值最高为2000V的纳秒级脉冲电压。
【IPC分类】H03K3/53
【公开号】CN105049004
【申请号】CN201510383280
【发明人】成林, 卢江平, 王森, 黄国强, 吴经锋, 周传明, 李娟绒, 刘洋, 张鹏, 张默涵, 赵学风
【申请人】国家电网公司, 国网陕西省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月2日