2发 展
❖ 1947年，英国人A.D.Blumlien以专利的形式， 把传输线波的折反射原理用于脉冲形成线，在 纳秒脉冲放电方面取得了突破。
❖ 1962年，英国原子能研究中心的J.C.Martin领导 的研究小组，将Marx发生器与Blumlien的专利 结合起来，建造了世界上第一台强流相对论电 子束加速器SOMG（3MV，50kA，30ns），脉 冲功率达TW（1012W）量级，开创了高功率脉 冲技术的新纪元。
代表一个电子（所带电量为-1.6×10^(-19)库仑）经过1伏特的电场加 速后所获得的动能。电子伏与SI制的能量单位焦耳（J）的换算关系：
1eV=1.6×10^(-19)J
例如，一个电子及一个正子（电子的反粒子），都具有质量大小为 511 keV ，能对撞毁灭以产生 1.022 M eV 的能量。质子，一个标准的重子 具有质量 0.938 G eV 。
2020/12/30
9
2发 展
之后，大型脉冲功率装置雨后春笋般地在世界 各国建立：
1986年建成PBFA-II 装置，其峰值电压为12MV、 电流8.4MA、脉宽40ns，其二极管束能为4.3MJ， 脉冲功率1014W，是世界上第一台功率闯过100TW 大关的脉冲功率装置。
脉冲功率发展里程碑
❖ 1962年， 英国AWRC, J.C. Martin， 发展了 Marx+Blumlein， ns量级
感知电世界讲座-电能的应用
脉冲功率技术
熊兰
电气工程学院
2013.5
编辑ppt
1
目录
1 2 3 4 5
概念 发展 技术 应用 其他
1概 念
什么是脉冲功率？？
❖ 将储存的能量以电能的形式，用单脉冲或重复 频率的短脉冲方式加到负载上。
❖ 技术指标：
2020/12/30
电 压： 103-107V 电子能量：0.3-15M eV（电子伏） 束流大小：103-107A 脉冲宽度：0.1-100ns 束流功率：0.1-100TW 总能量： 1kJ-15MJ
❖ 中国， ❖ 1979, 西南工程物理研究院，6MV,100KA,80ns， 闪光 －I 号 ❖ 1995，合肥，30GW,500KA, FUSION ❖ 1980～，中国工程物理研究院，星光－1，星光－2，神光－3 ❖ 西北核技术所，闪光－2，1MA, 1MV, 相对论电子束加速器 ❖ 华中科技大学, 哈尔滨工程大学等联合“神光III”
核爆中带电粒子的能量范围约在 0.3 至 3 M eV，而大气中分子的能量约为 0.03 eV
将粒子的能量从电子伏特转换到开氏温度时，要乘以 11,605。
1概 念
什么是脉冲功率技术？？
研究产生各种强电（纳秒级高压）脉冲功率 输出的发生器系统及其相关技术。
由初始储能技术（电容器储能、电感器储能、超导储能、 机械储能、化学储能、核能等）产生所需的初级脉冲波形（毫 秒到微秒量级），然后再利用脉冲成形和开关技术，在时间尺 度上通过对能量的脉冲进行压缩、整形，实现输出脉冲峰值功 率的放大，并输出到负载，为高科技装置和新概念武器提供强 电脉冲功率源。
教材及参考书
❖ 选用教材
李正赢，脉冲功率技术，水利电力出版社，1992
❖ 主要参考书
1）王莹，高功率脉冲电源，原子能出版社，1991 2） Pai S.T., Qi Zhang， Introduction to high power pulse technology， Singapore : World Scientific, 1995 3）刘锡三，高功率脉冲技术，国防工业出版社，2005 4）H.Bluhm著，江伟华、张弛译，脉冲功率系统的原 理与应用，清华大学出版社，2008 5）韩旻，邹晓兵，张贵新，脉冲功率技术基础，清华大 学出版社，2010
2发 展
♣ 1938年，美国人Kingdon和Tanis第一次提出用 高压脉冲电源放电产生微秒级脉宽的闪光X 射线； ♣ 1939 年，苏联人制成真空脉冲X射线管，并把 闪光 X 射线照相技术用于弹道学和爆轰物理学实 验。 采用高压脉冲电容器并联充电、串联放电方 式来获得较高电压脉冲。 ♣ 第二次世界大战期间，企图用于军事的电磁炮 和其他研究再度兴起，也促进了脉冲功率科学技术 的形成和发展。
3
1概 念 常见波形
2020/12/30
上升时间：电压峰值从 10%上升到90%所需要的 时间。
下降时间：同理。 上升时间和下降时间，有的定义
为半高宽-脉冲最大值的 50%处的时间宽度，也有 定义为底宽-在幅值的90% 处的时间宽度。
4
1概 念
电子伏特(electron volt)，简称为电子伏，缩写为 eV ，是能量的单位。
2发 展
俄罗斯从事脉冲功率技术研究的机构有库尔恰托夫 研究所、新西伯利亚核物理所、托姆斯科大电流电子学 研究所、电物理装备所、列别捷夫所等, 建造了许多大 型的Marx成形线型联合装置,1985 年建成的 AHrapa25 就是其中之一。
❖ 1967年， USA, Sandia， 高功率粒子束，10MV,100KA,80ns ❖ 1972年，USA, Hary Diamond 实验室，AURORA,14MV,
1.6MA,120ns ❖ 1978 年，USA, Sandia， PBFA-I , Fusion, 30TV, 1MJ ❖ 1986年, USA, PBFA-II, 12MV, 8.4MA, 40ns, 1014 W ❖ 1985年，俄罗斯， Kalchatov，Fusion，2MV,40MA,90ns
2发 展
美国和俄罗斯目前在脉冲功率技术上处于领先 地位。
美国从事脉冲功率技术研究的机构有Sandia国家实验室、 Lawrence Livermore国家实验室、Maxwell实验室、Los Alamos科学实验室、海军武器研究中心、Texas技术大学等。
1967 年在 Sandia 实验室建成的Hermes2I为当时最大 的脉冲功率装置; 1972年美国陆军的Hary Diamond实验室建 成了Aurora装置,这个闻名遐迩的设备由 4台 Marx发生器组 成 ,是脉冲功率史上的一个里程碑 ; 1986年Sandia实验室又 建成了FBFA2II ,是世界上第 1个闯过 100TW 大关的装置。