4-70  “神光”Ⅲ电光开关电源中的同步延时控制

高  平  刘德本  代  刚  谢  敏  冯宗明  欧阳艳晶  贾  兴

“神光”Ⅲ装置中主放大级采用大口径等离子体电极的电光开关作系统隔离单元，主要抑制反向激光束和其他杂散光束。它主要由普克尔盒（PEPC）、两台等离子体脉冲发生器、开关脉冲发生器等组成。等离子体发生器由预燃脉冲和放电脉冲产生电路组成。预燃脉冲触发预电离后维持一定的电压和电流，持续时间0.5 s。在预燃脉冲的0.4 s处触发闸流管以形成脉冲放电等离子体。两台等离子体发生器要求同步，电流起点的偏离≤50 ns。开关脉冲发生器输出一矩形电压脉冲，要求时间抖动≤20 ns。根据“神光”Ⅲ等离子体电极电光开关系统的要求，其驱动电源系统要求输出时序严格同步6路高压脉冲：2路2 kV，500 ms预电离脉冲；2路5 kV，3 kA主放电和两路12 kV，100 ns开关形成脉冲，用于驱动两套通光口径为f300 mm´300 mm的等离子体电极电光开关。

电光开关电源中的同步延时控制系统的时间关联设计见图1。同步延时单元是电光开关电源系统的控制核心。目前已研制完成大开关、小开关驱动电源的实验样机3套，工程样机一套。延时范围达500 ms。时间抖动小于10 ns。解决了时序晃动和各路间的串扰问题。实现了计算机远程控制。已在“神光”Ⅲ等离子体电光开关系统的调试中成功应用。然而低电压下工作的逻辑芯片电路在高压放电下的稳定工作仍是较大的难题。尽管目前单台电光开关电源可以稳定工作，但在多台装置同时工作时，相信会存在更大的难题。