低抖动小漂移开关脉冲发生器研究.pdf

　第 17 卷 　第 9 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol . 17 ,No . 9 　 　2005 年 9 月 H I GH PO W ER L A SER AND PA R T ICL E B EA M S Sep . ,2005 　 文章编号 : 　100 14322 (2005) 低抖动小漂移开关脉冲发生器研究 1 1 1 1 1 1 2 吴登生 , 　张雄军 , 　郑奎兴 , 　鲁敬平 , 　田晓琳 , 　董 　云 , 　冯宗明 ( 1. 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 62 1900 ; 　2 . 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 62 1900) 　　摘 　要 : 　开关脉冲发生器输出的稳定性是影响大口径电光开关可靠性的关键因素 ,而输出脉冲的触发延 时和抖动则是其稳定性的两大重要指标 。利用国产 V E4073 氢闸管进行了分析和实验研究 ,通过采用直流加 热氢闸管灯丝和氢储存器 , 以及精确 、稳定的双脉冲触发技术 ,大幅减小了开关脉冲发生器触发延时的抖动和 漂移 ,48 h 内开关脉冲发生器输出漂移仅 6 . 1 n s 。 　　关键词 : 　开关脉冲发生器 ; 　直流加热 ; 　双脉冲触发 ; 　抖动 ; 　漂移 　　中图分类号 : 　TN 136 　　　　文献标识码 : 　A ( ) 　　等离子体电极普克尔盒 P EPC 开关脉冲发生器的触发延时抖动和漂移是非常重要的技术指标 ,它不仅决 定了开关脉冲与激光脉冲之间的同步精度 ,也关系着多路激光器系统中各普克尔盒同步运行的成败 。因此 ,实 现开关脉冲发生器输出脉冲的精确定时是至关重要的。此前运行中的开关脉冲发生器用国产 V E4073 型氢 闸管作为放电开关部件 ,灯丝和氢储存器为交流加热 ,栅极采用单脉冲触发[ 1～4 ] 。实际工作中触发阳极导通 之间的延时抖动在 10 min 内约为 15～30 n s ,随着运行时间的延长 ,触发延时出现较大的漂移 ,4 h 漂移高达 50 n s 。本文对国产氢闸管的加热及触发方式进行了探索和改进 ,采用了新的直流加热和双脉冲触发氢闸管的 方式研制出低抖动小漂移开关脉冲发生器 ,获得了满意的结果 。 1 　实验介绍 　　氢闸管长时间运行时 ,灯丝和氢储存器电压会发生变化 ,灯丝电压的波动引起热电子发射改变 ,而氢储存 器电压波动则引起管内气压的改变 ,两者都会导致触发延时的变化 ,造成击穿延时的漂移 。另外 ,氢闸管作为 一种气体放电器件 ,栅极阴极间隙击穿电压是有统计涨落的 ,它反映出击穿延时的抖动 。 　　在工作电压一定的条件下 ,虽然增加氢储存器电压 、缩短触发脉冲的前沿等都有利于缩短触发延时和抖 动 ,但管内气压过高容易引起自击穿 ,而触发脉冲前沿的陡峭程度则又取决于产生脉冲的元器件 ,因此 ,这些措 施都受到一定的限制 。采用直流加热双脉冲触发氢闸管以减小抖动和漂移便成为我们 目前所能采取的优选途 径 。用直流供电模块对氢闸管加热 ,可消除市电因素等对漂移的影响 。而单脉冲触发改为双脉冲触发后 , 由于 收稿 日期 :2005020 1 ; 　　修订日期 基金项目: 国家 863 计划项 目资助课题 ( ) 作者简介 :吴登生 1980 — ,男 ,研究实习员 ,从事等离子体电极电光开关研究;绵阳9 19988 信箱 。 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第 9 期 吴登生等 : 低抖动小漂移开关脉冲发生器研究 1287 预触