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目前,高功率脉冲驱动源已经广泛应用于国防与民用等多个研究领域。本文设计了一种基于可饱和脉冲变压器(SPT)和LC-Marx发生器技术的微秒脉冲发生器,具有重复频率运行能力。1、可饱和脉冲变压器的研制工作比较和分析不同种类的磁性材料,通过比较选择铁基非晶材料作为磁芯材料。测试了铁基非晶材料的参数,得到了铁基非晶的磁滞回线,数据表明所选磁芯材料基本满足实验需求。设计了SPT的结构,通过合理设置初级次级绕组方式,保证磁芯的高升压比和低饱和电感。2、新型LC-Marx发生器的研制工作对磁芯饱和LC-Marx充电极性反转与放电过程进行理论分析,说明了电路的参数特性,为实验参数设计提供参考;并对LC-Marx电路进行模拟仿真,主要就磁芯的饱和电感与LC-Marx回路的隔离电感进行参数分析;使用高压硅堆进行LC-Marx充放电隔离模拟仿真,并与电感隔离方式进行对比。结果表明,使用硅堆隔离效果更好,输出脉冲电压叠加效率更高,前沿上升时间更短。3.基于可饱和脉冲变压器SPT的LC-Marx发电机的研制利用两级LC-Marx发生器进行仿真,实现其饱和反转和电压叠加的特性。当充电电压为300V且接地电感为35μH时,两个电容器的电压叠加为1.57倍;分别对具有电感隔离和高压硅反应器隔离的LC-Marx发电机进行了实验研究。通过比较与分析可以得出高压硅堆取代隔离电感的LC-Marx发生器的优点,其具有输出电压更高、能量效率更高、上升前沿更短等诸多优点;开发了基于SPT的六级LC-Marx发电机;进行了LC-Marx脉冲发生器的初步重复频率实验。实验结果表明,重复频率下脉冲发生器工作稳定,但原边充电功率的限制使其在重复频率工作时幅值下降。4.基于光导开关和固态脉冲成形线的LC-Marx发生器的应用研究研究光导开关的工作特性。研制了一种光导开关触发器,并建立实验平台对真空触发开关与场畸变开关进行触发实验。实验结果表明,光导开关触发器抖动低,上升前沿较短,可以稳定触发脉冲系统主开关。开展固态形成线的特性研究。采用电容型储能固态脉冲形成线替代LC-Marx中的储能电容进行仿真模拟。单线充电电压为17kV,输出电压峰值为13.5kV,两极形成线电压叠加为1.59倍。实验结果表明,固态脉冲形成线可以取代电容器作为LC-Marx储能单元。分别就低电压与高电压需求两种情况提出两种脉冲发生器应用设计方案。