磁通压缩发电机——军用高功率脉冲电源

目前,正在研究的新概念武器主要有定向能(强激光、高功率电磁脉冲、粒子束)武器和电发射动能武器两大类等。除了使用有毒气体的化学激光武器之外,上述新概念武器都需要脉冲功率电源(PulsedPower Supply,PPS)激励或驱动。军用PPS除具有普通电源的脉冲高功率和巨大能量外,还要求有系统独立性和轻便性。独立性是指不依赖于其他(如民用电网)系统,轻便性则要求其体积和重量符合军用运载工具的要求。而磁通压缩发电机(Magnetic Flux Com-pression Generator,MFCG)是一种已初步用于军事并逐步拓展应用领域的脉冲功率电源。一、MFCG概念和…     

高功率重复频率脉冲充电电源设计与实验研究

基于高功率重复频率脉冲功率源的需求,开展了高功率脉冲充电电源的重复频率特性研究,分析了基于全桥串联谐振充电原理的恒流充电技术。根据高功率Marx型脉冲功率源的工作要求,计算了串联谐振充电的各个关键参数。研制的紧凑型高功率脉冲充电电源,最大输出电压±50 kV,充电电流2.5 A,重复频率1~50 Hz连续可调,可在重复频率条件下长时间稳定运行。该充电电源体积小、质量轻、抗干扰能力和抗负载短路能力强,已经应用于高功率重复频率脉冲功率源技术研究,实现了10万次重复频率无故障运行。     

高功率柔软型同轴高压馈线性能测试

为了更好地满足高功率微波电源技术及高功率脉冲技术的研究需要,研制了高功率柔软型同轴高压馈线。根据馈线的实际应用情况,分别在低压、高压、时域和频域条件下,测试了高压馈线在不同电压和气压下的脉冲功率衰减和脉冲峰值功率传输特性。并对测试结果进行了分析、比较。结果显示,脉冲信号功率衰减和脉冲传输考核均达到了高功率微波驱动电源的使用条件,满足电源系统的需求。     

《强激光与粒子束》迎来创刊20周年

《强激光与粒子束》是由中国工程物理研究院和四川核学会创办的国内外公开出版的科技期刊。主要报道我国高能激光与粒子束技术领域的基础理论、实验与应用研究的成果和最新进展。内容涉及高功率激光（含高功率微波）与粒子束的产生、传输及其与物质的相互作用,加速器及高功率脉冲功率技术。主要学科包括：强激光光学,激光器与加速器,高功率微波,脉冲功率,等离子体物理,     

正负双极性直流高压充电电源设计北大核心CSCD

高压脉冲电容器是脉冲功率系统中应用较广的储能器件。根据大容量能库型脉冲装置对充电电源的技术要求,研制了一种输出电压±0.5~±10 kV可调、最大平均功率约3 kW、双极性一体化直流高压充电电源。设计上采用控制电路与正负双极性直流高压输出主电路一体化方式,通过隔离、屏蔽和保护措施,解决了目前双极性直流高压充电电源存在的正负极性电压不平衡、采样控制信号与高压地未隔离问题,减小了电源体积,提高了电源的鲁棒性、可靠性和电磁干扰能力。100多台充电电源在18.3 MJ脉冲装置中同时运行,在复杂电磁干扰环境下可靠稳定工作。     

专辑出版前言

脉冲功率科学与技术是研究高功率电脉冲的产生、加载及其相关物理过程的交叉学科,是应核武器研究和高新技术武器的研制需求,从20世纪60年代开始,在世界范围内逐步发展形成的学科领域。王淦昌院士曾指出“高功率脉冲技术是当代高科技的主要基础学科之一”。作为典型的军民两用技术,脉冲功率科学与技术在聚变能源、环境保护、材料科学、天体物理、生物医学等领域也具有广阔的发展前景。     

LD驱动电源远程控制的设计和实现

适应现场设备的互联、远程控制及信息集成的要求，在一种高重频、高功率的LD驱动电源的研制中，设计了一种基于Client／Server架构的LD驱动电源远程控制模块，通过串口数据流与TCP／IP以太网的传输，实现了单片机系统的以太网接入。可以通过以太网对LD驱动电源进行远程控制、监测和管理，满足了设备的网络化、系统集成化要求。     

高功率密度电容器充电电源

针对高压脉冲电容器充电电源高功率小型化的发展需求,采用谐振软开关技术和热设计技术研制了开关频率为50 kHz的充电电源,要求在电源10 kV的额定输出电压下充电速率达到20 kJ/s（额定输出电压下峰值功率40 kW）,功率密度达到2 MW/m3。分析了分布参数的存在对高频逆变器工作特性的影响,介绍了针对不同分布参数影响的应对措施。初步试验研究了间歇工况下高功率小型化电源热设计技术,基于电源间歇工作特点,结合不同电源组件发热特性,设计了不同的散热措施,给出了各器件的温升数据。完成了充电电源性能测试实验,实验结果表明:电源功率密度达到2.15 MW/m3。     

400 kW高压全固态电源实验研究

 介绍用于高功率微波器件测试的400 kW 脉冲步进调制器高压全固态电源调试和应用研究，包括当负载过荷时使系统切断高压保护速度提高到10 μs内的方法；故障时进入弧道能量的研究；通过改变接地方式对系统管体电流波形测量的影响研究。实验表明：这种原理的大功率全固态电源具有突出的抗干扰性，并且维修方便，效率高，是大功率微波器件热测台的优选方案。     

一种基于磁饱和变压器的DSRD脉冲电源设计

漂移阶跃恢复二极管（DSRD）具有开关速度快、重频高、工作电流大等优点，在脉冲功率技术中很有应用前景。研究了一种基于磁饱和变压器的DSRD泵浦电路拓扑结构，具有体积小、重量轻、可靠性高等特点。根据DSRD的工作要求，采用功率MOSFET作为初级开关，结合磁饱和变压器的升压和磁开关特性，设计了DSRD的泵浦电路。利用Pspice软件对电路进行了仿真分析，验证了电路原理的正确性。在仿真分析的基础上，完成了一台原理样机的设计和电路实验。实验结果表明，该电源样机在前级充电电压800 V条件下，50 Ω负载上产生的脉冲幅值大于7 kV，前沿小于4.2 ns（10%～90%），半高宽约10 ns。     

微波弹的物理原理

微波弹是利用高能密度炸药作初级能源，通过磁通压缩发电机或磁流体动力学发电机将炸药爆炸释放出的化学能转变为高功率电脉冲，驱动微波发生器向外辐射高功率微波的一种新概念武器。文章简述了一般微波弹的组成结构、技术原理及其物理基础。     

4MV激光触发多级多通道开关特性

激光触发多级多通道开关是多路并联高功率脉冲装置的首选同步开关，对系统中各路脉冲功率系统的运行时序进行精确控制，以实现脉冲功率的有效叠加。由24个模块组成的10MAz—pinch实验装置（PTS）采用4MV激光触发多级多通道开关作为其系统中的主同步开关。该开关由～级激光触发间隙和21级自击穿间隙组成，采用匀场结构设计（即其所有间隙均为轴对称均匀场分布间隙），触发间隙电极设计为不锈钢Bruce电极；过压自击穿间隙电极设计为不锈钢冰壶型电极。采用场调整环强制调整开关区内的空间电场分布。     

ITER脉冲功率变电站一次系统研究与实现

介绍了国际热核聚变堆（ITER）装置的脉冲功率变电站（PPEN）一次系统的设计,包括主变压器、400 kV/66 kV/22 kV这3个电压等级的断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等的技术要求和选型设计。然后对PPEN系统进行了仿真分析,结果证明PPEN一次系统满足ITER运行的要求。最后对PPEN中方采购包的进展和后续工作进行了简要介绍。     

螺旋型水介质Blumlein线的初步研究

在高功率脉冲技术应用中，一般采用水介质Blumlein线来形成脉冲。因水介质的相对介电常数比较大（约80），故开展了低阻抗强流电子束加速器的研究。但水介质同轴Blumlein脉冲形成线只能得到较短的脉冲（否则体积上就显得庞大）和较低的特征阻抗（以致难以与小型闪光X光机脉冲X光管的较高阻抗匹配）而无法满足需求。随着脉冲功率技术的发展，长脉冲形成线的研究越来越受到关注，螺旋型Blumlein脉冲形成线的单位电感大，采用它可得到较长的脉冲和较高的特征阻抗，能够满足对此类脉冲功率源的应用需求。     

电爆炸箔断路开关的理论和实验研究

电感储能型脉冲功率调制器中的一个关键部件是断路开关。电爆炸金属丝（箔）断路开关是使用最广泛的一种。为了给今后开展更高功率断路开关研究奠定基础，开展了电爆炸箔断路开关的理论和实验研究。     

美国探索未来无人战斗机设计

据美国《航空周刊》2006年3月27日报道，J-UCAS（联合无人空战系统）项目下马后，美国军方、企业界和有关研究机构正在探索新的无人战斗机（UCAV）设计。与J-UCAS比较，这些设计着眼于现在与未来的新需求，大都具有更大的有效载荷和更长的续航能力，布局上也有许多创新，并进一步考虑了搭载定向能武器（高功率固态激光器或高能微波）和／或可通过集中波束能量产生“武器效果”的大型机载有源相控阵雷达。     

2.0 MJ脉冲功率源的500 kA气体开关系统

介绍了用于2.0 MJ激光泵浦源的新型高功率闭合开关系统的主要功能部件及其设计、研制和测试过程,分析给出了该气体开关系统的关键器件设计所依据的数学原理。在2.0 MJ电容储能的模拟脉冲电源平台上的实际测试表明,该气体开关系统的峰值通流能力达到500 kA,单次放电转移电荷量不低于150 C,累积寿命超过200 kC,理论上能同时支持20对（40只）氙灯工作。开关本体的石墨电极头还可以更换,能进一步延长寿命。该气体开关系统的总体性能接近同期国外同类型产品的指标要求。     

高功率超宽谱脉冲产生实验

 介绍了纳秒传输线充电技术的原理,利用该原理设计了高功率超宽谱脉冲产生实验装置,通过电路模拟计算分析了实验装置的工作过程。结合1.2 MV高压脉冲电源开展了实验,实验中对输出脉冲形状、输出脉冲功率和工作稳定性进行了调试,在2.7 Ω负载上获得输出功率大于30 GW,脉冲宽度1.6 ns,重复频率100 Hz。系统运行稳定,达到设计要求。     

欧亚脉冲功率及国际高功率粒子束会议在长沙召开

正第七届欧亚脉冲功率会议暨第二十二届高功率粒子束国际会议(EAPPCBEAMS 2018)于2018年9月16日在湖南长沙世纪金源大酒店拉开帷幕,会议由国防科大高功率微波技术研究所承办。此次两会合办的联合盛会,主要围绕脉冲功率科学与技术以及高功率粒子束展开讨论与交流,主题覆盖脉冲功率技术、高功率微波、辐射物理与粒子束技术等多个领域,是一次大规模的多学科、综合性和高水平的国际学术活动。     

爆电电源炸药网络装药性能

爆电电源种类很多，用于武器系统的爆电电源是指铁电体爆电电源，它利用炸药爆炸所形成的冲击波使铁电体极化，释放出极化储能，形成电能输出。由于铁电体储能密度高，在冲击波作用下能量释放快，这种电源能形成很强的高功率脉冲电能输出，具有体积小、重量轻、环境适应性强、输出脉冲波形容易调节等优点。其网络元件装药精度对系统的起爆同步性和延迟时间控制起关键作用，直接影响整个系统工作的可靠性。所以进行其网络元件配方及装药成型工艺研究具有重要的军事价值。本文主要针对爆电电源用炸药网络板装药技术进行研究。主炸药为PETN，黏结剂为L7525硅橡胶。