专利名称：一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及脉冲功率电子领域，具体地说涉及一种用于产生高压脉冲 的互补式脉冲形成网络。
背景技术：
脉冲形成网络(PFN)是产生高压脉冲的关键部分。它是采用集中参数的电 感、电容来代替真实的传输线，在线型调制器中借助它放电时的暂态特性来形 成矩形脉冲。PFN的形式有多种，但工程上大多采用等电容，电感为互感式或 去耦式两类结构。
互感式PFN等效电路，如图3所示，电感采用均匀螺旋管绕制，调节脉冲 波形主要靠调整螺旋管线圈的匝数，由于螺旋管结构使每段电感L之间是互耦 的，尤其是相邻电感之间耦合系数很大(耦合度高)，因此每调节一段电感L时， 相邻段的电感量变化很大，改变量不易控制，这就很难通过每段的电感调节来 模拟理想的传输线，从而很难得到高质量的脉冲波形，这种形式的PFN在脉冲 波形质量要求不是很高的场合可以应用，能满足一般工程应用需求。
目前，脉冲功率领域朝着功率更大、脉冲波形质量要求更高的方向发展。 这些新的趋势都对PFN设计提出了更高的要求。脉冲波形质量越高，就要求集 中参数的电容C、电感L越逼近真实传输线，也就需要尽可能增加PFN的节数。 但节数越多，每节电容C、电感L数值就越小，电路分布参数对脉冲波形的影 响就越明显。因而，在实际应用中过多地增加节数，对提高脉冲波形质量已无 多大意义。脉冲功率的提高也引发类似问题功率越高，电感参数越小，器件 引线处的寄生电感成为不可忽视的部分。
为适应当今市场发展和产品性能提高的需要，研究先进的PFN技术，从控制PFN节数、降低电路分布参数的对波形的影响，提高脉冲波形的质量，是现
有技术需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，为了克服现有技术向高功率、高脉冲 波形质量方向发展的难点，提供一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络 及方法，以达到易调节电感量实现PFN与负载的阻抗匹配，同时能减小分布参 数的影响，得到高质量的脉冲波形，满足脉冲功率行业发展的需求。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种用于产生高压脉冲的互 补式脉冲形成网络，包括互感式脉冲形成网络，其特征在于互补式脉冲形成
网络中设有去耦式脉冲形成网络，去耦式脉冲形成网络输入端、输出端与互感 式脉冲形成网络输入端、输出端并联组成所述的互补式脉冲形成网络。将互感
式脉冲形成网络与去耦式脉冲形成网络并联使用，用去耦式PFN来补偿互感式 PFN，组成互补式脉冲形成网络。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的互感式脉冲形成网络 与去耦式脉冲形成网络设为相同节数，电感、电容参数相同。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的去耦式脉冲形成网 络，包括与互感式脉冲形成网络节数相同的可调电感器串接组成，可调电感器 的串接点通过电容器C与去耦式脉冲形成网络输出端相连接。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的可调电感器包括线 圈、用于线圈绕制的筒形骨架、筒形体、固定座、绝缘手柄组成，筒形骨架上 设有用于固定线圈位置的等倾角槽口，线圈沿轴线方向卡装在倾角槽口内，筒 形骨架的长度方向等角度设有用于散热长条孔，所述的筒形骨架内设有可在筒 形骨架内轴线方向上移动的筒状体，筒状体的一端设有固定座，绝缘手柄穿过筒形骨架的一端面与固定座相连接。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的筒形骨架的一端设 有固定筒形体的旋紧螺钉。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的筒状体采用金属材料。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的筒状体采用导磁材料。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，所述的筒形骨架采用聚四 氟乙烯材料。
一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，由于采用上述的互补式脉
冲形成网络，通过控制PFN节数，提高每组PFN的阻抗以减小分布参数的影响， 精确调节可调电感器的电感量，调节起来具有更高的精确性和易操纵性，还可 采用绝缘的方式实现带电调节电感量。该互补式脉冲形成网络，可以方便达到 高的脉冲波形质量要求，克服线型调制器在高功率、高质量要求下难以实现的 困难。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明；
图1为本实用新型一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络电路结构 示意图2为图1所示的可调电感器结构示意图3为图1所示的互感式脉冲形成网络电路结构示意在图1、图2中，1、线圈；2、筒形骨架；3、筒形体；4、固定座；5、绝 缘手柄；6、旋紧螺钉；7、散热长条孔；8、倾角槽口； 9、可调电感器；10、互感式脉冲形成网络；11、去耦式脉冲形成网络。
具体实施方式
如图1所示， 一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，包括互感式脉 冲形成网络IO，互补式脉冲形成网络中设有去耦式脉冲形成网络ll，去耦式脉 冲形成网络11输入端、输出端与互感式脉冲形成网络10输入端、输出端并联 组成所述的互补式脉冲形成网络。互感式脉冲形成网络IO与去耦式脉冲形成网 络ll设为相同节数，电感L、电容C参数相同。所述的去耦式脉冲形成网络11， 包括与互感式脉冲形成网络10节数相同的可调电感器9串接组成，可调电感器 9的串接点通过电容器C与去耦式脉冲形成网络11输出端相连接。
参见图2，所述的可调电感器9包括线圈1、用于线圈绕制的筒形骨架2、 筒形体3、固定座4、绝缘手柄5组成，筒形骨架2上设有用于固定线圈1的位 置的等倾角槽口 8，线圈1沿轴线方向卡装在倾角槽口 8内，筒形骨架2的长度 方向等角度设有用于散热长条孔7，所述的筒形骨架2内设有可在筒形骨架2内 轴线方向上移动的筒状体3，筒状体3的一端设有固定座4，绝缘手柄5穿过筒 形骨架2的一端面与固定座4相连接。
线圈1沿轴线方向均匀绕制在骨架2上，骨架2上等倾角开槽8用于固定 线圈1的位置。筒形骨架2的长度方向等角度铣长条孔7，便于散热。筒状体3 装于筒形骨架2内部，其尺寸略小于筒形骨架2的内径，能在筒形骨架2的轴 线方向上移动。固定座4用于筒状体3和绝缘手柄5的连接。绝缘手柄5的长 度由带电工作时电压的高低决定，以保证人体安全。通过绝缘手柄5可使筒状 体3、固定座4一起沿筒形骨架2轴线方向移动，移动量的大小决定了电感器电 感量改变的多少。
筒形骨架2可采用聚四氟乙烯材料，电感线圈1可用紫铜管，筒状体3采用金属材料，可用铝管，绝缘手柄5亦可用聚四氟乙烯材料。筒状体3的可伸 縮范围决定了电感量的可调节范围，筒状体3伸入线圈1内部越多，被屏蔽的 线圈匝数越多，实际得到的电感量越小。设计时可根据需要设定线圈1的最大 电感量，再选定筒状体3的伸縮范围，以限定电感量的调节范围。该电感装配 时宜水平放置，易于绝缘手柄5的水平调节，及电感量的固定。
筒形骨架2的一端设有固定筒形体3的旋紧螺钉6。旋紧螺钉6用于电感量 粗调或细调的控制，以及最后固定筒状体3的位置。当旋紧螺钉6旋置较松时 方便电感量的大范围调整(粗调)，旋置稍紧时可实现电感量的精确调整(细调)。 电感量调节合适后，进一步旋紧螺钉6以固定筒状体3的位置，固定电感量。
筒状体3采用导磁材料，其它结构与实施方式一中的相应部分基本相同。 但导磁材料(如磁通块)改变了电感量的调节原理，筒状体3伸入线圈内部越 多，实际得到电感量越大。
将互感式脉冲形成网络10与去耦式脉冲形成网络11并联使用，用去耦式 PFN来补偿互感式PFN,组成互补式脉冲形成网络，其工作原理是首先由互 感式脉冲形成网络IO产生一个质量一般的脉冲波形，然后通过调节去耦式脉冲 形成网络11中可调电感器9的电感参数去补偿波形，两个脉冲形成网络波形就 合成一个质量很高的脉冲波形，这样就避免了互感式PFN调节精度不高的缺点。 在实际电路中，集中参数的电容和电感会带来分布电容和分布电感，其中分布 电容的影响可以通过悬浮电容外壳来避免，但电容和电感的引线所产生的分布 电感是无法克服的，而采用并联形式的脉冲形成网络后，阻抗提高一倍，电感 会增大，分布电感对脉冲波形的影响就降低了，再加上电感是可调的，这样引 线电感可以纳入集中参数内来考虑。
工程应用中，为了达到高的脉冲波形质量要求，通常需要用到几十节的脉冲形成网络来逼近真实的传输线，每节电感L、电容C参数很小，当其小到与 其在电路中所带来的分布电容和分布电感量级接近时，分布参数会极大地影响 PFN集中参数，甚至会与集中参数形成谐振回路，杂波叠加在脉冲波形之上， 使得实际需要的脉冲波形无法达到高的指标要求。 一味地增加PFN节数对提高 脉冲波形指标已无实际意义。在这种情况下，采用本实用新型的互补式脉冲形 成网络，通过控制PFN节数，提高每组PFN的阻抗以减小分布参数的影响，精 确调节电感量，可以方便达到高的脉冲波形质量要求。
本实用新型的互补式PFN实施方式， 一般可将互感式PFN与去耦式PFN 设计成同样级数，电感L、电容C参数一致，两组PFN体积、重量相当，便于 布局和安装。不同之处仅在于电感的设计和制造工艺。互感式PFN电感一般是 将线圈绕制在一根长的螺旋管状骨架上，中间适当位置设置抽头将电感量分成 了近似相等的几节，调节电感量时是通过调节每节电感线圈的匝数。去耦式电 感可以灵活设计， 一般可采用独立管状结构，调节起来具有更高的精确性和易 操纵性，还可采用绝缘的方式实现带电调节电感量。
下面介绍一种典型的高功率、高质量脉冲波形调制器的PFN设计方式，本 实用新型不限于该设计。
若已知负载阻抗为4Q， PFN工作电压45kV，脉冲宽度(50%)要求7pS， 顶部波动要求<±0.05%。设计采用互补式PFN，互感式与去耦式两组并联，每组 PFN等效阻抗pl-p2-8Q。设计每组PFN总电容量0.44pP，总电感量28nH。若 取10级则每级电容量0.04^F，每节电感量2.8|iH。
按此要求设计出的电容器实际尺寸为205mmxi55mmx410mm，引出端绝缘 子高215mm,易于生产和产品安装。与高压电容相比，PFN电感的制造难度较 低，两种PFN电感采用不同工艺互感式PFN的电感采用一根长的环氧筒形骨架，铜管(线圈)在筒形骨架长度方向上均匀绕制，筒形骨架的长度方向等角 度铣长条孔，以便于散热和固定接线夹，调节接线夹的位置可以粗调每节电感
的电感量；去耦式PFN的电感，骨架采用聚四氟乙烯，电感线圈用铜管，骨架 内导电材料与手柄相连，通过手柄调节导电材料伸入线圈内部的长度，可精确 调节电感量。
本实用新型的互补式PFN，在降低电路分布参数影响的同时，能够以粗调、 细调相结合的方式，快速得到高质量的脉冲波形。目前，采用这种方式的产品， 可以将脉冲前沿由l~2ps减小到小于lps，脉冲后沿由3 6ps减小到小于2ps， 脉冲平顶波动小于±0.05%，前沿抖动小于10ns，得到了高质量高指标的高压脉 冲波形。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现 并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的 各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于 其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，包括互感式脉冲形成网络(10)，其特征在于互补式脉冲形成网络中设有去耦式脉冲形成网络(11)，去耦式脉冲形成网络(11)输入端、输出端与互感式脉冲形成网络(10)输入端、输出端并联组成所述的互补式脉冲形成网络。
2、 根据权利要求1所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络， 其特征在于所述的互感式脉冲形成网络(10)与去耦式脉冲形成网络(11) 设为相同节数，电感、电容参数相同。
3、 根据权利要求1或2所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网 络，其特征在于所述的去耦式脉冲形成网络(11),包括与互感式脉冲形成网 络(10)节数相同的可调电感器(9)串接组成，可调电感器(9)的串接点通 过电容器(C)与去耦式脉冲形成网络(11)输出端相连接。
4、 根据权利要求3所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络， 其特征在于所述的可调电感器(9)包括线圈(1)、用于线圈绕制的筒形骨架(2)、筒形体(3)、固定座(4)、绝缘手柄(5)组成，筒形骨架(2)上设有 用于固定线圈(1)位置的等倾角槽口 (8)，线圈l沿轴线方向卡装在倾角槽口(8)内，筒形骨架(2)的长度方向等角度设有用于散热长条孔(7)，所述的 筒形骨架(2)内设有可在筒形骨架(2)内轴线方向上移动的筒状体(3)，筒 状体(3)的一端设有固定座(4)，绝缘手柄(5)穿过筒形骨架(2)的一端面 与固定座(4)相连接。
5、 根据权利要求4所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络， 其特征在于所述的筒形骨架(2)的一端设有固定筒形体(3)的旋紧螺钉(6)。
6、 根据权利要求4所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络， 其特征在于所述的筒状体(3)采用金属材料。
7、 根据权利要求4所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络， 其特征在于所述的筒状体(3)采用导磁材料。
8、 根据权利要求4或5所述的一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网 络，其特征在于所述的筒形骨架(2)采用聚四氟乙烯材料。
专利摘要本实用新型公开了一种用于产生高压脉冲的互补式脉冲形成网络，包括互感式脉冲形成网络，其特征在于互补式脉冲形成网络中设有去耦式脉冲形成网络，去耦式脉冲形成网络输入端、输出端与互感式脉冲形成网络输入端、输出端并联组成所述的互补式脉冲形成网络。将互感式脉冲形成网络与去耦式脉冲形成网络并联使用，用去耦式PFN来补偿互感式PFN，组成互补式脉冲形成网络。采用上述的互补式脉冲形成网络及调试方法，通过控制PFN节数，提高每组PFN的阻抗以减小分布参数的影响，精确调节可调电感器的电感量，调节起来具有更高的精确性和易操纵性。该互补式脉冲形成网络，可以方便达到高的脉冲波形质量要求，克服线型调制器在高功率、高质量要求下难以实现的困难。
文档编号H03K5/00GK201294504SQ20082021536
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者龙 宫 申请人:芜湖国睿兆伏电子股份有限公司