一种单向导通的快放电支路的制作方法

1.本发明涉及快放电支路，具体涉及一种单向导通的快放电支路。

背景技术：

2.直线变压器驱动源(fastlinear transformer drivers,简称fltd)利用常规的快放电支路能够直接产生脉宽为数十纳秒的电脉冲，使其在高能脉冲x射线闪光照相方面具有重要应用前景。现有技术中的fltd装置中的放电支路，由于支路输出结构复杂、磁芯不能共用等原因，只能产生单个电脉冲，若想要产生多个电脉冲，则需要多个放电支路。但是当多个放电支路并联时，前序支路放电容易引起未放电支路自放电，进而导致产生的多个电脉冲间存在脉冲串扰问题，降低系统可靠性。

技术实现要素：

3.本发明的目的是解决现有fltd装置中的多个放电支路产生的电脉冲间存在脉冲串扰的技术问题，提供一种单向导通的快放电支路。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
5.一种单向导通的快放电支路，其特殊之处在于：包括串联的m个硅堆网络、k个电容器、支路开关、第一电极及第二电极，m、k均为大于等于1的整数，m个所述硅堆网络的导通方向均与所述支路开关放电时刻的支路电流方向相同；
6.所述第一电极的一端直接连接所述支路开关的正电极，或者通过所述电容器和/或硅堆网连接所述支路开关的正电极；所述第二电极的一端直接连接所述支路开关的负电极，或者通过所述电容器和/或硅堆网络连接所述支路开关的负电极；所述第一电极、第二电极的另一端分别用于连接负载的两端。
7.进一步地，所述硅堆网络包括多个硅堆单元，多个所述硅堆单元呈阵列分布，同列的所述硅堆单元串联，串联后的各列所述硅堆单元并联。
8.进一步地，每个所述硅堆单元均包括硅堆，以及与之并联的均压电阻，多个均压电阻的数值均相同；
9.或者，每个所述硅堆单元均包括硅堆，以及分别与之并联的均压电阻、均压电容，多个均压电阻的数值均相同，多个均压电容的数值均相同。
10.进一步地，所述硅堆网络呈平板状。
11.进一步地，所述快放电支路中设置有绝缘子，所述绝缘子设置在相邻的硅堆网络之间，以及第一电极与第二电极之间。
12.进一步地，所述m＝2，k＝2，则所述快放电支路包括两个硅堆网络、两个电容器及一个支路开关，两个所述电容器分别记为第一电容器、第二电容器，两个所述硅堆网络分别记为第一硅堆网络、第二硅堆网络，所述第一电极为负极性，第二电极为正极性，所述第一电极与所述第二电极之间用于连接负载；
13.所述支路开关的正电极、负电极分别连接第一电容器、第二电容器的一端，所述第
一电容器、第二电容器的另一端分别连接的输出端、第二硅堆网络的输入端，所述第一硅堆网络的输入端、所述第二硅堆网络的输出端分别连接第一电极、所述第二电极；所述第一硅堆网络与第二硅堆网络之间、第一电极与第二电极之间均设置有绝缘子。
14.本发明相比现有技术具有的有益效果：
15.1、本发明提供的一种单向导通的快放电支路，包括串联的m个硅堆网络、k个电容器及支路开关，其中硅堆网络的导通方向均与支路开关放电时刻的支路电流方向相同，使得该快放电支路具有正向导通、反向隔离功能，在并联其它放电支路时，能够阻止放电支路的脉冲电流通过已导通支路泄露，产生多个相互隔离的电脉冲，有效避免前序支路放电引起的未放电支路自放电，解决了现有fltd装置中多个放电支路产生的电脉冲间的脉冲串扰，具有较高的实用性。
16.2、本发明提供的一种单向导通的快放电支路中的硅堆网络，包括呈阵列分布的多个硅堆单元，通过将同列的硅堆单元串联，提高支路的反向耐压能力，将串联后各列的硅堆单元并联，提高脉冲通流能力，减少电感。而且，硅堆单元中所采用的硅堆能够使支路快速导通，均压电阻的设置能够使脉冲电压在硅堆之间均分，防止直流充电及脉冲放电过程中电压分布不均导致硅堆击穿损坏。
17.3、本发明提供的一种单向导通的快放电支路中的硅堆网络呈平板状，用于使其与电容器更为贴近，减小电感。
附图说明
18.图1为本发明提供的一种单向导通的快放电支路实施例的示意图；
19.图2为本发明实施例中硅堆网络的结构示意图；
20.附图标记说明：
21.1-硅堆网络，2-支路开关，3-电容器，4-绝缘子，5-硅堆单元，6-硅堆，7-均压电阻，8-均压电容,9-第一电极，10-第二电极。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。
23.本发明提供一种单向导通的快放电支路，该快放电支路包括串联的m个硅堆网络1、k个电容器3及支路开关2，m、k均为大于等于1的整数，m个硅堆网络1的导通方向均与支路开关2放电时刻的支路电流方向相同，用于使支路实现正向导通及反向隔离。本实施例对支路开关2与各硅堆网络1及各电容器3的串联顺序不做限定。在本实施例中，快放电支路中还设置有绝缘子4，绝缘子4用于增加支路的绝缘性，也可根据实际需求将绝缘子4设置在需要进行绝缘隔离的位置，在其它实施例中，也可以不设置绝缘子4。该快放电支路还包括第一电极9、第二电极10，第一电极9的一端直接连接支路开关2的正电极，或者通过电容器3和/或硅堆网络1连接支路开关2的正电极；第二电极10的一端直接连接支路开关2的负电极，或者通过电容器3和/或硅堆网络1连接支路开关2的负电极；第一电极9、第二电极10的另一端分别用于连接负载的两端。
24.本实施例中具有单向导通、反向隔离的硅堆网络1由多个硅堆连接而成，且连接后形成的硅堆网络在形状上呈平板状，即无卷翘、无弯折，方便与相邻的电容器3贴合，用于进
一步减小支路电感，该硅堆网络1包括多个硅堆单元5，多个硅堆单元5呈阵列分布，同列的硅堆单元5串联，用于提高反向耐压，串联后各列的硅堆单元5并联，用于提高脉冲通流能力，减少电感。如图2所示，本实施例中串联的硅堆单元5数目与并联的硅堆单元5数目相同，而在其它实施例中，串联的硅堆单元5数目与并联的硅堆单元5数目可以根据需求设置，其中，串联的硅堆单元5的数目随着支路电压和单个硅堆单元5耐压的增大而增大，并联的硅堆单元5的数目随着支路放电电流的增大而增大。在本实施例中，每个硅堆单元5均包括能够快速导通的硅堆6，以及与之并联的均压电阻7，用于使脉冲电压在硅堆之间均分，多个均压电阻7的数值均相同，防止直流充电及脉冲放电过程中电压分布不均导致硅堆6击穿损坏，此时级间分布电容同样起到分压的作用。参照图2，在其它实施例中，也可使用均压电容8代替级间分布电容，即每个硅堆单元5均包括硅堆6，以及分别与之并联的均压电阻7、均压电容8，均压电阻7与均压电容8均用于使脉冲电压在硅堆之间均分，且多个均压电阻7的数值均相同，多个均压电容8的数值均相同。
25.参照图1，本实施例中m＝2，k＝2，该快放电支路包括两个硅堆网络1、两个电容器3及一个支路开关2，两个电容器3分别记为第一电容器、第二电容器，两个硅堆网络1分别记为第一硅堆网络、第二硅堆网络，第一电极9为负极性，第二电极10为正极性；支路开关2的正电极、负电极分别连接第一电容器、第二电容器的一端，第一电容器、第二电容器的另一端分别连接第一硅堆网络的输出端、第二硅堆网络的输入端，第一硅堆网络的输入端、第二硅堆网络的输出端分别连接第一电极9与第二电极10，第一硅堆网络与第二硅堆网络之间、第一电极9与第二电极10之间均设置有绝缘子4。如图1所示，当支路开关2闭合后，则该快放电支路的电流方向依次为：第一电极9、第一硅堆网络、第一电容器、支路开关2、第二电容器、第二硅堆网络、第二电极10。在本实施例中，硅堆网络1的导通方向与支路开关2放电时刻的支路电流方向相同，用于实现该快放电支路正向导通、反向隔离的特性。当电流反向时，硅堆网络1反向截止，进而导致该快放电支路反向隔离。当然，在其它实施例中，m的值可根据实际需求选取，并不以此为限。
26.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

技术特征：

1.一种单向导通的快放电支路，其特征在于：包括串联的m个硅堆网络(1)、k个电容器(3)、支路开关(2)、第一电极(9)及第二电极(10)，m、k均为大于等于1的整数，m个所述硅堆网络(1)的导通方向均与所述支路开关(2)放电时刻的支路电流方向相同；所述第一电极(9)的一端直接连接所述支路开关(2)的正电极，或者通过所述电容器(3)和/或硅堆网络(1)连接所述支路开关(2)的正电极；所述第二电极(10)的一端直接连接所述支路开关(2)的负电极，或者通过所述电容器(3)和/或硅堆网络(1)连接所述支路开关(2)的负电极；所述第一电极(9)、第二电极(10)的另一端分别用于连接负载的两端。2.根据权利要求1所述的一种单向导通的快放电支路，其特征在于：所述硅堆网络(1)包括多个硅堆单元(5)，多个所述硅堆单元(5)呈阵列分布，同列的所述硅堆单元(5)串联，串联后的各列所述硅堆单元(5)并联。3.根据权利要求2所述的一种单向导通的快放电支路，其特征在于：每个所述硅堆单元(5)均包括硅堆(6)，以及与之并联的均压电阻(7)，多个均压电阻(7)的数值均相同；或者，每个所述硅堆单元(5)均包括硅堆(6)，以及分别与之并联的均压电阻(7)、均压电容(8)，多个均压电阻(7)的数值均相同，多个均压电容(8)的数值均相同。4.根据权利要求3所述的一种单向导通的快放电支路，其特征在于：所述硅堆网络(1)呈平板状。5.根据权利要求1-4任一所述的一种单向导通的快放电支路，其特征在于：所述快放电支路中设置有绝缘子(4)，所述绝缘子(4)设置在相邻的硅堆网络(1)之间，以及第一电极(9)与第二电极(10)之间。6.根据权利要求5所述的一种单向导通的快放电支路，其特征在于：所述m＝2，k＝2，则所述快放电支路包括两个硅堆网络(1)、两个电容器(3)及一个支路开关(2)，两个所述电容器(3)分别记为第一电容器、第二电容器，两个所述硅堆网络(1)分别记为第一硅堆网络、第二硅堆网络，所述第一电极(9)为负极性，第二电极(10)为正极性，所述第一电极(9)与所述第二电极(10)之间用于连接负载；所述支路开关(2)的正电极、负电极分别连接第一电容器、第二电容器的一端，所述第一电容器、第二电容器的另一端分别连接的输出端、第二硅堆网络的输入端，所述第一硅堆网络的输入端、所述第二硅堆网络的输出端分别连接第一电极(9)、所述第二电极(10)；所述第一硅堆网络与第二硅堆网络之间、第一电极(9)与第二电极(10)之间均设置有绝缘子(4)。

技术总结

本发明涉及快放电支路，具体涉及一种单向导通的快放电支路，目的是解决FLTD装置中的多个放电支路产生的电脉冲间存在脉冲串扰的技术问题，而提供一种单向导通的快放电支路，该快放电支路包括串联的M个硅堆网络、K个电容器、支路开关、第一电极及第二电极，其中，M、K均为大于等于1的整数，该第一电极、第二电极用于连接负载，M个硅堆网络的导通方向均与支路开关放电时刻的支路电流方向相同，使得该快放电支路具有单向导通及反向隔离功能，能够有效避免脉冲间串扰问题，以及前序支路放电时引起的未放电支路的自放电问题。未放电支路的自放电问题。未放电支路的自放电问题。