基于二极管断路开关的重频高压纳秒脉冲发生器

相较于电容储能型电路，电感储能型电路在高电压、快前沿、短脉宽、高重频输出及装置紧凑化方面具有显著优势，是低温等离子体驱动的有力候选方案。然而，受限于高频高功率断路开关与泵浦电路的设计难题，其实际应用报道较少。本文采用自研二极管断路开关（DOS），结合IGBT软开关技术与双脉冲变压器，构建正反向泵浦电路，研制出输出电压36 kV、上升沿6 ns、脉宽8.2 ns、重复频率3 kHz（75 Ω负载）的高压纳秒脉冲源，并成功驱动大气下板-板电极等离子体放电，为电感储能型脉冲源的设计提供了可行路径。

相比于电容储能型电路,电感储能型电路在高电压、快前沿、短脉宽、高重频脉冲参数输出以及小型化、紧凑化脉冲装置设计方面都展现了显著优势,是一项具有竞争力的低温等离子体驱动方案.但是受到了高频高功率断路开关器件难研制、泵浦电路难设计这 2 个条件的制约,电感储能型脉冲源在实际等离子应用中的报道仍然有限.为此采用团队研发的二极管断路开关(diode opening switch,DOS),设计了基于IGBT软开关技术和双脉冲变压器的DOS正反向泵浦电路,研制了输出电压幅值为36 kV、前沿为6 ns、脉冲宽度为8.2 ns,重复频率为3 kHz(75 Ω负载)的高压纳秒脉冲源.利用该原理样机成功在大气中驱动了板-板电极等离子体放电.该拓扑结构给电感储能型电路的设计提供了可以参考的方向,对进一步发展低温等离子体驱动源具有借鉴意义.