Z箍缩实验装置高压低抖动Marx发生器
中物院的初级实验平台(PTS)低抖动Marx发生器由60个标称电压为100kV、电容量为1uF电容器和30个低抖动环轨式场畸变开关构成,采用以S型线路为基础的超前触发型电路。近千次实验结果表明:在工作欠压比71%、触发电压200kV的条件下,Marx发生器的建立时间175ns,抖动极差小于±10.0ns,均方根抖动小于7.0ns。Marx发生器的串联电感13.5uH,串联电阻3.2Ω,在电容器充电80kV时,实验测得输出电压4.3MV,Marx发生器电压建立时间175ns,与电路模拟结果(输出电压为4.6MV,电压建立时间160ns)吻合良好。
Z箍缩初级实验平台模块样机
正在研制的Z箍缩实验装置(z—pinch Primary TestStand,PTS装置),由24个基于Marx发生器和水线的性能、结构相同的模块组成,各模块产生的大电流脉冲在绝缘堆上汇集后经磁绝缘传输线汇流到负载区,要求在不到0.2Q的低阻抗负载上得到8MA以上电流,电流上升时间小于90ns。研制的样机模块由Marx发生器、中间储能器、激光触发开关、脉冲形成线、水介质自击穿脉冲形成开关、三板型脉冲传输线组成,样机模块输出电流450kA、输出电压2.2MV、输出脉冲功率0.95Tw,从触发激光器信号输出到负载电压上升的系统延迟时间抖动小于6ns。
50kV半绝缘GaAs光导开关
设计了横向结构的半绝缘GaAs光导开关,开关由600μm厚的半绝缘GaAs晶片制成,电极间隙为20mm。在不同的直流偏置电压下,使用波长为1064nm、能量为9.9mJ的激光脉冲触发使开关导通,开关置于0.2MPa的sFs气体环境中。在施加直流50kV电压的情况下,使用Rogowski线圈测得开关的最大导通电流为1.1kA。对实验结果进行分析表明:随着初始偏置电压的升高,回路流过的电荷与电容初始储存的电荷的比值不断提高,但都没有达到100%,即非线性模式下光导开关的关断原因并不是由于外电路的能量已经耗尽。对非本征光电导的情况,计算出开关的通态电阻为2.71Ω。
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