关于脉冲倍压发生器介绍

[拼音]：maichong beiya fashengqi

[外文]：pulse voltage multiplier

又称马克思(Marx)发生器，一种利用电容器组在并联下充电，然后串联放电来获得强流脉冲高压脉冲的装置。

脉冲倍压发生器的工作原理见图。由高压变压器输出的高压交流经整流后得到高压直流，对n个电容器并联充电至V0电压值。用外触发信号使前面第一和第二球隙开关导通，依靠脉冲过电压使随后的球隙开关相继导通，n个电容器串联起来对Rp放电， 在电阻Rp上获得幅值接近于nV0的输出电压。脉冲时间宽度t决定于C／n和Rp值，电阻R0的值必需满足R0Ct，电阻r用以阻尼脉冲顶部的振荡。为校正脉冲前沿接入电阻Rf和电容Cf，杂散电容(如图中C4，实际上各级都有)对于球隙的击穿和维持球隙开关中的放电弧道起着重要作用。

20世纪50年代以前，大功率的脉冲倍压发生器用于产生前沿为微秒或亚微秒级的几十千伏的高压脉冲，馈送至X 射线管产生X 射线。

由于发生器放电回路的固有电容和电感对输出脉冲的前沿和宽度有很大影响。因此提高脉冲幅值与缩短脉冲的前沿和宽度之间存在矛盾。为了提高幅值并改善脉冲参量，可采用多级数的脉冲倍压发生器，电容器的排列采用多排方式，减少体积。典型的有如Z型排列，与图中线性行进的线路相比，Z型排列结构紧凑、并联充电时间短，串联放电的电感、电阻的阻滞作用较小。

60年代以后，用脉冲成形线路将脉冲倍压发生器的输出脉冲成形为前沿几个纳秒的高压脉冲，使得以脉冲倍压发生器为主体的大功率高压脉冲技术进入了纳秒脉冲技术阶段。

将脉冲倍压发生器输出的高压脉冲对成形线充电，当充电电压足够高时开关导通，在成形线中开始了波的成形和传输过程，并将前沿为几纳秒至几十纳秒的电压脉冲加到粒子束二极管上。可以产生几兆电子伏、几兆安、脉冲宽度为几十纳秒的强流粒子束。在良好的工作条件下，从电能转换成粒子束能的效率可为30％到50％。目前，加速的粒子有电子、质子和其他轻离子，束流最大功率已达4×1013瓦，脉冲宽度24纳秒。广泛地应用于粒子束惯性约束聚变、等离子体加热、集团加速、激光抽动、微波产生、轫致辐射研究、核武器效应模拟等方面。