基于场畸变开关的Marx高压脉冲电源研制

针对脉冲电流法破碎核燃料球的研究需要,设计了基于Marx电路的高压直流脉冲电源.采用三电极场畸变开关作为触发开关,开关主电极和圆盘形触发极同轴布置,采用N2气体绝缘,仿真计算结果表明开关在充电和触发时电场最大值区域均匀,有机玻璃罩沿面场强符合绝缘要求.采用7级Marx发生器电路结构,每级由5 kΩ充电电阻,0.14 mF高压脉冲电容和一个气体开关构成,触发源采用氢闸流管触发电路.进行了开关自击穿和Marx电路的触发实验,表明开关电感小,场畸变系数大,触发性能可靠.将该高压脉冲电源用于解体目标物质,可获得输出上升时间500 ns、电流峰值9.12 kA、单个脉冲持续时间3.5μs的高压脉冲,符合预期的设计指标.