脈沖功率（pulsed power）的實(shí)質(zhì)是將脈沖能量在時(shí)間尺度上進(jìn)行壓縮，以獲得在極短時(shí)間內(nèi)（20~100ns）的高峰值功率輸出。

　　脈沖功率系統(tǒng)一般由初始儲(chǔ)能技術(shù)（電容器儲(chǔ)能、電感器儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、核能等）產(chǎn)生所需的初級(jí)脈沖波形（毫秒到微秒量級(jí)），然后再利用脈沖成形和開(kāi)關(guān)技術(shù)，在時(shí)間尺度上通過(guò)對(duì)能量的脈沖進(jìn)行壓縮、整形，實(shí)現(xiàn)輸出脈沖峰值功率的放大，并輸出到負(fù)載，為高科技裝置和新概念武器提供強(qiáng)電脈沖功率源。下面本文主要根據(jù)當(dāng)今脈沖功率技術(shù)發(fā)展介紹主要儲(chǔ)能系統(tǒng)及脈沖壓縮成形系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容。

圖示1：脈沖功率系統(tǒng)構(gòu)成拓?fù)鋱D

一儲(chǔ)能或脈沖發(fā)生系統(tǒng)

　　目前脈沖功率技術(shù)的儲(chǔ)能方法有：電容儲(chǔ)能、電感儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能等幾種。

01電容器儲(chǔ)能型系統(tǒng)

　　電容儲(chǔ)能是被研究最早的一種儲(chǔ)能方式，也是目前應(yīng)用最廣的儲(chǔ)能方式。其技術(shù)成熟，可用于毫秒、微妙、納秒量級(jí)的脈沖功率裝置中。作為儲(chǔ)能器件，具有容量大、內(nèi)部電感極小、耐壓高的特性，儲(chǔ)能達(dá)數(shù)千焦耳至數(shù)兆焦耳，缺點(diǎn)是儲(chǔ)能密度低，在107J以上的裝置上使用不夠經(jīng)濟(jì)。

02電感儲(chǔ)能型電源系統(tǒng)

　　相比電容儲(chǔ)能，電感儲(chǔ)能的儲(chǔ)能密度高,系統(tǒng)體積小、重量輕、造價(jià)降低,因此應(yīng)用電感儲(chǔ)能有潛力得到更高的能量利用率和脈沖功率，并且電感儲(chǔ)能系統(tǒng)的絕緣問(wèn)題相對(duì)容易解決。目前被廣泛應(yīng)用于等離子體物理、強(qiáng)激光、電磁輻射等研究領(lǐng)域。

03化學(xué)儲(chǔ)能電源系統(tǒng)

　　化學(xué)儲(chǔ)能實(shí)際上就是利用儲(chǔ)能材料相接觸時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而通過(guò)熱能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。它具有很高的儲(chǔ)能密度（例如TNT炸藥儲(chǔ)能密度為5.25*10^3J/cm3）。并且它們又能快速脈沖地釋放和轉(zhuǎn)換成電脈沖，所以現(xiàn)代脈沖功率技術(shù)常采用化學(xué)能的脈沖發(fā)電裝置，除高儲(chǔ)能密度的電化學(xué)電源（如蓄電池）外，常用的還有各種形式的磁通壓縮發(fā)生器（發(fā)電機(jī)）、脈沖磁流體發(fā)電機(jī)和磁流體電容器等。

04機(jī)械儲(chǔ)能電源系統(tǒng)

　　機(jī)械儲(chǔ)能裝置最常見(jiàn)的是脈沖發(fā)電機(jī)和單機(jī)發(fā)電機(jī)，并且多是先用透平機(jī)或電動(dòng)機(jī)把大質(zhì)量飛輪驅(qū)動(dòng)起來(lái)旋轉(zhuǎn)到高速度，使飛輪慣性地儲(chǔ)存動(dòng)能，然后突然轉(zhuǎn)接到脈沖發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上，使其產(chǎn)生電脈沖輸出，同時(shí)飛輪因釋能而被減速或停轉(zhuǎn)。

二脈沖壓縮或成形系統(tǒng)

　　脈沖成形系統(tǒng)是通過(guò)能量或時(shí)間壓縮方法，對(duì)儲(chǔ)能或發(fā)生系統(tǒng)輸出的功率脈沖進(jìn)行整形和變窄，以達(dá)到需要的脈沖功率值和脈沖形狀以及脈寬的要求。主要有以下幾種類(lèi)型：

01脈沖功率變壓器

　　脈沖功率變壓器不同于一般的脈沖變壓器，它具有大脈沖功率容量，主要用它改變電壓和電流幅值，以及壓縮和改變脈沖形狀，主要有４類(lèi)：①雙諧振脈沖變壓器；②電纜繞組型脈沖變壓器（空心和鐵心的）；③納秒脈沖變流器；④特殊脈沖變壓器，包括馬丁式、ＨＰＧ饋電式、自耦三段式、非均勻傳輸線式、串級(jí)式脈沖變壓器。

02大功率短路開(kāi)關(guān)

　　大功率短路開(kāi)關(guān)可以隔離或閉合脈沖功率裝置，轉(zhuǎn)換能量，縮短脈沖前沿和壓縮脈沖，從而改變脈沖形狀。大功率短路開(kāi)關(guān)種類(lèi)繁多，主要有：①用電極觸發(fā)的氣體放電開(kāi)關(guān)（包括三電極放電器和四電極短路開(kāi)關(guān)）；②激光觸發(fā)的短路開(kāi)關(guān)；③觸發(fā)真空開(kāi)關(guān)（包括平面電極型、同軸電極型、桿排電極型、圓筒陽(yáng)極型和金屬等離子體電弧開(kāi)關(guān)）；④固體開(kāi)關(guān)（包括可控固體開(kāi)關(guān)、半導(dǎo)體功率器件和光電導(dǎo)通脈沖功率開(kāi)關(guān)）；⑤表面放電開(kāi)關(guān)；⑥自擊穿開(kāi)關(guān)（包括二電極自擊穿開(kāi)關(guān)和多開(kāi)關(guān)型整流器）；⑦大功率氣體和液體場(chǎng)畸變開(kāi)關(guān)；⑧連續(xù)－重復(fù)脈沖開(kāi)關(guān)；⑨磁開(kāi)關(guān)。

　　大功率斷路開(kāi)關(guān)常用于電感儲(chǔ)能脈沖功率裝置，其功能是切斷電路、升高電壓和時(shí)間壓縮脈沖，主要有：①電爆炸導(dǎo)體斷路開(kāi)關(guān)（金屬絲或箔）；②等離子體融蝕斷路開(kāi)關(guān)（融蝕模型和雪犁模型）；③機(jī)械式斷流器（包括真空斷流器、波紋式斷流器和受控固體斷路開(kāi)關(guān)）；④金屬等離子體弧開(kāi)關(guān)；⑤交叉場(chǎng)管；⑥等離子體槍或ＤＰＦ開(kāi)關(guān)；⑦熱驅(qū)動(dòng)斷路開(kāi)關(guān)；⑧超導(dǎo)斷路開(kāi)關(guān)；⑨非線性電阻固體開(kāi)關(guān)；⑩反射開(kāi)關(guān)；電子束控制開(kāi)關(guān)（含閉合功能）；炸藥爆炸斷路開(kāi)關(guān)（單向碎裂型和無(wú)感型）。

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