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

　　脈沖功率系統(tǒng)一般由初始儲能技術(shù)（電容器儲能、電感器儲能、超導儲能、機械儲能、化學儲能、核能等）產(chǎn)生所需的初級脈沖波形（毫秒到微秒量級），然后再利用脈沖成形和開關(guān)技術(shù)，在時間尺度上通過對能量的脈沖進行壓縮、整形，實現(xiàn)輸出脈沖峰值功率的放大，并輸出到負載，為高科技裝置和新概念武器提供強電脈沖功率源。下面本文主要根據(jù)當今脈沖功率技術(shù)發(fā)展介紹主要儲能系統(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)成拓撲圖

一儲能或脈沖發(fā)生系統(tǒng)

　　目前脈沖功率技術(shù)的儲能方法有：電容儲能、電感儲能、化學儲能、機械儲能等幾種。

01電容器儲能型系統(tǒng)

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

02電感儲能型電源系統(tǒng)

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

03化學儲能電源系統(tǒng)

　　化學儲能實際上就是利用儲能材料相接觸時發(fā)生化學反應,而通過熱能與化學能的轉(zhuǎn)換儲存能量儲存起來。它具有很高的儲能密度（例如TNT炸藥儲能密度為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)常采用化學能的脈沖發(fā)電裝置，除高儲能密度的電化學電源（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）、脈沖磁流體發(fā)電機和磁流體電容器等。

04機械儲能電源系統(tǒng)

　　機械儲能裝置最常見的是脈沖發(fā)電機和單機發(fā)電機，并且多是先用透平機或電動機把大質(zhì)量飛輪驅(qū)動起來旋轉(zhuǎn)到高速度，使飛輪慣性地儲存動能，然后突然轉(zhuǎn)接到脈沖發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸上，使其產(chǎn)生電脈沖輸出，同時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)是通過能量或時間壓縮方法，對儲能或發(fā)生系統(tǒng)輸出的功率脈沖進行整形和變窄，以達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：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、串級式脈沖變壓器。

02大功率短路開關(guān)

　　大功率短路開關(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。大功率短路開關(guān)種類繁多，主要有：①用電極觸發(fā)的氣體放電開關(guān)（包括三電極放電器和四電極短路開關(guān)）；②激光觸發(fā)的短路開關(guān)；③觸發(fā)真空開關(guān)（包括平面電極型、同軸電極型、桿排電極型、圓筒陽極型和金屬等離子體電弧開關(guān)）；④固體開關(guān)（包括可控固體開關(guān)、半導體功率器件和光電導通脈沖功率開關(guān)）；⑤表面放電開關(guān)；⑥自擊穿開關(guān)（包括二電極自擊穿開關(guān)和多開關(guān)型整流器）；⑦大功率氣體和液體場畸變開關(guān)；⑧連續(xù)－重復脈沖開關(guān)；⑨磁開關(guān)。

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

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