电感储能传输线作为FCG调制电路

笔者认为，传输线的电感储能实际上是将最初的大电流磁场储能在切断开关工作后以较小电流向负载释放，这种应用不合常规，故而未得到推广。但目前FCG驱动高阻抗负载的应用恰好适应电感储能的传输线，并且二者的配合具有先天的优势：(1)都是基于电感储能，储能密度高，体积紧凑，重量轻；(2)FCG是低阻抗、大电流发生器，而传输线充电期间相当于短路，其阻抗极低，能做到与FCG的良好匹配；(3)切断开关工作以后，传输线向负载放电，这时FCG与传输线电路断开，传输线的特性阻抗使其可以很容易做到与负载匹配，从而解决了低阻抗FCG驱动高阻抗负载的问题。图3给出了FCG和电感储能传输线的应用电路，图中FCGl模拟FCG的电感变化HJ，y1给出电感随时间变化的规律。矾为回路的等效电阻，u1是切断开关，，IL为传输线，其右端短路。Vircator2是二极管负载，L2、厶4、L5为回路的杂散电感。

电路的工作过程是：首先开关u1是闭合的，这时FCG运行，其输出电流通过尺1、￡4、￡5和传输线形成回路，由于传输线是短路的，传输线上电压可以忽略，且没有电流通过负载二极管。当FCG输出的电流达到最大时，传输线上的电感储能也达到最大，这时开关u1迅速断开，流过传输线的电流被迫通过负载形成回路，这样就在负载上产生了高压方波脉冲。

为验证这一方案的可行性，对上述电路进行了PSpice数值模拟。模拟中考虑了杂散电感的影响，但未考虑电阻随时间的变化。使用sw—topen元件模拟切断开关，开关动作时间为lOOns。假定在42陋时FCG产生了约100kA的电流输出，这时开关断开。需要指出，FCG产生100kA是非常容易的，文献[8]在4p．H的电感负载上产生了120kA的电流输出。传输线特征阻抗为1512，单向延时为50ns，电流最大时传输线电感储能为3．75kJ。以下分别对512、15Q和50Q三种电阻负载进行了数值计算。1

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