二级放电快脉冲源的制作方法

本实用新型涉及一种高电压快脉冲源，特别是一种二级放电用于脉冲辐射源与注入源的装置。

背景技术：

信息化社会，电磁脉冲对电子信息设备产生巨大威胁。常见的电磁脉冲主要有雷电电磁脉冲和核电磁脉冲，尤其是核电磁脉冲威胁最大。国际电工委员 IEC61000-2-9 标准和美国军用标准 MIL-STD-461、MIL-STD-188-125 中规定电磁脉冲波形和试验方法。为了研究电磁脉冲对电子信息设备的效应，人们常常建造各种电磁脉冲源来模拟。随着电子电工技术的发展，各种电磁脉冲模拟技术得到极大发展。有界波电磁脉冲模拟器是产生垂直极化电磁脉冲电场的模拟装置，能够产生高空核电磁脉冲地面环境，广泛应用于辐射敏感度研究、屏蔽效能研究、电缆耦合效应研究和生物效应研究等。从近些年来颁布的 HEMP 标准波形看，电磁脉冲波形上升时间越来越快，高频分量所占的份量越来越多。国际电工委员 IEC61000-2-9 标准和美国军用标准 MIL-STD-461E 中规定的核电磁脉冲波形，脉冲前沿 t_r（10%~90%）为 1.8ns~2.8ns，半峰宽为 23±5ns，峰值电场强度为50kV/m。MIL-STD-188-125 中规定短脉冲注入电流的脉冲前沿t_r（10%~90%）小于20ns，半峰宽为 500~550ns。这两种脉冲源电压幅度高达250~350kV，传统的升压方案是使用Marx方案，实现起来很复杂，调试也很困难。Marx升压方案是用多个脉冲电容与开关串联，通过充电电路、接地电路和触发电路巧妙地实现对脉冲电容并联充电、串联放电达到升压。这种升压方案的充电电路、接地电路和触发电路很复杂，调试安装过程中稍有不合适就不能成功，脉冲发不出来，升压效率不高，通常效率在70~80%左右，而且建造成本也很高。

技术实现要素：

针对现有的高压脉冲源所存在的问题和不足，本实用新型的目的是设计二级放电升压的快脉冲源，实现电磁脉冲辐射与注入的简便与高效，并降低成本。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种二级放电快脉冲源，包括依次连接的高压源、高压储能电容、主放电开关、峰化电容、自击穿开关、辐射器或传导注入器，其特征在于，所述的高压源直接给高压储能电容充电到所要求的电压后，主放电开关放电给峰化电容充电，峰化电容电压升到一定值后自击穿开关导通再次放电，给辐射器或传导注入器传送高压快脉冲。

所述的高压储能电容的电容值远大于峰化电容的电容值。

所述的自击穿开关为真空开关，包括封闭绝缘外壳、放电电极和气嘴，自击穿电压由电极间距和真空度决定，通过调整开关的真空度可以调整自击穿电压，当电压超过自击穿电压时自动放电。

所述的高压源可以是直流高压源，也可以是宽脉冲高压源，内部包含限流电阻。

本实用新型的二次放电快脉冲源原理如下：

本实用新型采用高压源直接对高压储能电容充电，主放电开关放电对峰化电容瞬间充电，使峰化电容耐受高电压的时间极短，从而降低峰化电容耐受高电压的要求，再由峰化电容与自击穿开关配合来对脉冲波形前沿陡化，这样二次放电实现了高电压快脉冲的产生。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：

1、采用高压源对高压储能电容直接充电，升压更容易。

2、采用二次放电的办法实现高电压快脉冲，结构简单，调试更方便，成本更低。

附图说明

图1是本实用新型的二极放电快脉冲源原理图；

图2是本实用新型的传导注入器原理图；

图3是本实用新型的辐射器示意图；

图4是本实用新型的自击穿开关示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：参考图1、图2和图3，一种二级放电快脉冲源，包括依次连接的高压源1、高压储能电容2、主放电开关3、峰化电容4、自击穿开关5、辐射器9或传导注入器6，其特征在于，所述的高压源1直接给高压储能电容2充电到所要求的电压后，主放电开关3放电给峰化电容4充电，峰化电容4电压升到一定值后自击穿开关5导通再次放电，给辐射器9或传导注入器6传送高压快脉冲。

高压储能电容2的电容值远大于峰化电容4的电容值，放电脉冲的宽度主要由高压储能电容2电容值和放电回路电阻值的乘积决定。

高压源1可以是直流高压源，也可以是宽脉冲高压源，内部包含限流电阻。当主放电开关2放电时限流电阻对高压源起保护和隔离作用。

参考图2，所述的传导注入器6，在其始端安装传导注入器内阻7，输出通过耦合器8将快脉冲电流耦合到被注入对象。

参考图3，所述的辐射器9的两极分别采用紧凑结构与自击穿开关5及峰化电容4连接，辐射器9可以是垂直极化的有界波模拟器，也可以是水平极化的辐射波模拟器。

参考图4，自击穿开关5为真空开关，包括封闭绝缘外壳10、两放电电极11和气嘴12。自击穿电压由两放电电极11的间距和真空度决定，通过调整自击穿开关5的真空度可以调整自击穿电压，当电压超过自击穿电压时自动放电。通过气嘴12可以给自击穿开关5抽真空。事先测量真空度与自击穿电压的对应关系，制作成表格，方便查询。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此技术领域的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。