一种用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源

    技术2025-07-01  11


    本申请涉及脉冲电源,尤其涉及一种用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源。


    背景技术:

    1、基于磁开关的磁脉冲压缩技术,是近年来脉冲电源领域的一个重要研究方向。利用磁脉冲压缩技术,可以有效的压缩脉冲宽度及脉冲上升时间,将磁脉冲压缩回路的脉冲上升时间逐步压缩至百纳秒以内,以达到所需的高功率要求,使脉冲电源具有恢复时间短、寿命长等优势,可在khz级高重复频率下稳定运行,常被用于准分子激光器的激励源。

    2、为了提高脉冲电源输出电压的波形质量,现有技术通常会利用同轴电缆将脉冲电源与负载设备(例如准分子激光器)进行连接,以降低磁脉冲压缩输出回路中的电感。然而,同轴电缆将磁脉冲压缩回路输出的脉冲电源与准分子激光器进行连接,同轴电缆仍然会存在部分电感,造成磁脉冲压缩回路输出脉冲电源的上升时间的减缓,进而影响脉冲电源输出电压的波形质量,降低准分子激光器的工作效率。


    技术实现思路

    1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

    2、为此,本申请的第一个目的在于提出一种基于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源,提高脉冲电源输出电压的波形质量,并提高准分子激光器的工作效率。

    3、为达上述目的,本申请第一方面实施例提出了一种用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源,包括:

    4、壳体,所述壳体位于负载上,并与所述负载连接形成一空腔;

    5、磁压缩单元,设置在所述空腔内,所述磁压缩单元的输入端与电源的高压端连接,所述磁压缩单元的输出端作为激励源与所述负载的高压端直接连接,所述电源的低压端与所述壳体和所述负载的低压端接触并接地。

    6、在一种可能的实施方案中,所述磁压缩单元包括n个储能元件和n个磁开关元件,每个所述储能元件和所述磁开关元件依次间隔设置,其中,n为自然数,且n≥1。

    7、在一种可能的实施方案中,所述储能元件包括相对的第一端和第二端,多个所述磁开关元件将所述储能元件的第一端依次串联,第一个所述储能元件的第一端与所述电源的高压端连接,第n个所述磁开关元件将第n个所述储能元件的第一端与所述负载的高压端连接,所述储能元件的第二端与所述壳体连接。

    8、在一种可能的实施方案中,所述储能元件包括支撑环和多个电容器,多个所述电容器依次间隔设置在所述支撑环内,每个所述电容器的低压端与所述支撑环的内壁电连接构成所述储能元件的第二端,每个所述电容器的高压端于所述支撑环的环心处相互电连接构成所述储能元件的第一端。

    9、在一种可能的实施方案中,所述支撑环与所述壳体的侧壁为圆环形,所述支撑环外壁与所述壳体的内壁相连接。

    10、在一种可能的实施方案中,所述磁脉冲压缩激励源还包括第一支撑件,所述第一支撑件设置在第n个所述磁开关元件的下方,与所述壳体的内壁连接,以对第n个所述磁开关元件提供底部支撑。

    11、在一种可能的实施方案中,所述磁脉冲压缩激励源还包括多个第二支撑件,所述第二支撑件设置在第n个所述储能元件上,与所述壳体的内壁连接,以对第n-1个所述磁开关元件提供底部支撑;其中,n≥2。

    12、在一种可能的实施方案中,所述第一支撑件和所述第二支撑件上均设有一贯穿通道,所述磁开关元件通过所述贯穿通道与所述储能元件的第一端以及所述负载的高压端连接。

    13、在一种可能的实施方案中,所述储能元件在竖直方向上的投影位于所述储能元件、所述第一支撑件或所述第二支撑件的投影面内。

    14、在一种可能的实施方案中,不同所述储能元件的存储电荷的电容量不尽相同,不同磁开关元件的磁导率不尽相同。

    15、本申请提供的用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源至少包括如下有益效果:

    16、本申请提供了一种用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源,该磁脉冲压缩激励源包括壳体和磁压缩单元,壳体位于负载上,并与负载连接形成一空腔,磁压缩单元设置在空腔内。其中,磁压缩单元的输入端与电源的高压端连接,磁压缩单元的输出端作为激励源与直接负载的高压端连接,电源的低压端与壳体和负载的低压端接触并接地。电源高压端输出的初级脉冲在磁压缩单元进行时间尺度上的压缩后,会获得在极短时间内高峰值功率的脉冲能量。本申请通过将磁压缩单元的输出端直接与负载的高压端连接,使得磁压缩单元的输出端能够直接作为负载的激励源,将高峰值功率的脉冲能量快速输出至负载,提高脉冲能量的输出质量,进而提高负载的工作效率。

    17、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。



    技术特征:

    1.一种用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述磁压缩单元包括n个储能元件和n个磁开关元件,每个所述储能元件和所述磁开关元件依次间隔设置,其中,n为自然数,且n≥1。

    3.根据权利要求2所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述储能元件包括相对的第一端和第二端,多个所述磁开关元件将所述储能元件的第一端依次串联,第一个所述储能元件的第一端与所述电源的高压端连接,第n个所述磁开关元件将第n个所述储能元件的第一端与所述负载的高压端连接,所述储能元件的第二端与所述壳体连接。

    4.根据权利要求3所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述储能元件包括支撑环和多个电容器,多个所述电容器依次间隔设置在所述支撑环内,每个所述电容器的低压端与所述支撑环的内壁电连接构成所述储能元件的第二端,每个所述电容器的高压端于所述支撑环的环心处相互电连接构成所述储能元件的第一端。

    5.根据权利要求4所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述支撑环与所述壳体的侧壁为圆环形,所述支撑环外壁与所述壳体的内壁相连接。

    6.根据权利要求4所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述磁脉冲压缩激励源还包括第一支撑件,所述第一支撑件设置在第n个所述磁开关元件的下方,与所述壳体的内壁连接,以对第n个所述磁开关元件提供底部支撑。

    7.根据权利要求6所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述磁脉冲压缩激励源还包括多个第二支撑件,所述第二支撑件设置在第n个所述储能元件上,与所述壳体的内壁连接,以对第n-1个所述磁开关元件提供底部支撑;其中,n≥2。

    8.根据权利要求7所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述第一支撑件和所述第二支撑件上均设有一贯穿通道,所述磁开关元件通过所述贯穿通道与所述储能元件的第一端以及所述负载的高压端连接。

    9.根据权利要求7所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,所述储能元件在竖直方向上的投影位于所述储能元件、所述第一支撑件或所述第二支撑件的投影面内。

    10.根据权利要求2所述的磁脉冲压缩激励源,其特征在于,不同所述储能元件的存储电荷的电容量不尽相同,不同磁开关元件的磁导率不尽相同。


    技术总结
    本申请提供了一种用于准分子激光器的磁脉冲压缩激励源,该磁脉冲压缩激励源包括壳体和磁压缩单元,壳体位于负载上,并与负载连接形成一空腔,磁压缩单元设置在该空腔内。其中,磁压缩单元的输入端与电源的正端连接,磁压缩单元的输出端作为激励源与直接负载的正端连接,电源的负端与壳体和负载的负端接触并接地。电源正端输出的初级脉冲在磁压缩单元进行时间尺度上的压缩后,会获得在极短时间内高峰值功率的脉冲能量。本申请通过将磁压缩单元的输出端直接与负载的正端连接,使得磁压缩单元的输出端能够直接作为负载的激励源,将高峰值功率的脉冲能量快速输出至负载,提高脉冲能量的输出质量,进而提高负载的工作效率。

    技术研发人员:陈佳毅,朱鑫磊,刘志刚,付洋洋
    受保护的技术使用者:清华大学
    技术研发日:20231213
    技术公布日:2024/10/24
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