发明名称 具有固态介电质之同轴雷射脉冲器
摘要 一具有固态介电质之脉冲器,包括一脉冲压缩器和脉冲变压器装置,该脉冲器利用一同轴结构,在高压时能产生短突波的电子能量。该变压器和该压缩器两者皆采用具有内外径以及类似几何学的阻隔构件的铁磁核心。该核心和陶瓷构件皆使用侍导板和汇流排条固定。该压缩器和变压器的整体结构是围绕着中心轴四周建立。
申请公布号 TW469454 申请公布日期 2001.12.21
申请号 TW089105711 申请日期 2000.03.28
申请人 兰贝达物理公司 发明人 修伯特斯 凡 伯格曼;史宾塞 莫兹
分类号 H01F27/26;H01F27/22;H01F27/32 主分类号 H01F27/26
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种脉冲器组件,包括: 复数个核心,对准以共用一中心轴; 复数个阻隔构件,对齐该中心轴,其中一陶瓷构件 位于该复数个核心的每一个之间; 复数个导电构件,对齐该中心轴,其中一导电构件 位于该核心的每一个之间; 复数个滙流排条,选择性地耦合该导电构件;及 一固态介电质材料,沿着该中心轴配置并且位于该 复数个核心的每一个之间,以提供流电阻隔(galvanic isolation)和导热。2.如申请专利范围第1项之脉冲 器组件,尚包括: 一电容器,耦合至该等复数个导通板之一; 其中该复数个核心的第一分组,和该复数个阻隔构 件的第一分组,和该复数个导电构件的第一分组, 和该复数个滙流排条的第一分组,与该电容器一起 运作以提供该脉冲器组件的脉冲压缩部份;该脉冲 器组件输出电压脉冲; 其中该复数个核心的第二分组,和该复数个阻隔构 件的第二分组,和该复数个导电构件的第二分组, 和该复数个滙流排条的第二分组提供该脉冲器组 件的变压器部份,透过该脉冲器组件的脉冲压缩部 份,该脉冲器组件升高电压脉冲输出的电压。3.如 申请专利范围第2项之脉冲器组件,尚包括: 一盖板,对准该中心轴并且配置于该脉冲器组件的 变压器部份和该脉冲器组件的脉冲压缩部份之间, 其中该盖板耦合至该脉冲器组件的变压器部份以 及至该脉冲器组件的脉冲压缩部份。4.如申请专 利范围第3项之脉冲器组件,尚包括一中心杆,沿着 该中心轴配置并且耦合至该盖板。5.一种脉冲器 组件,包括: 一脉冲压缩器,系沿着中心轴对准,其中该脉冲压 缩器具有一输出;及 一变压器,系沿着该中心轴对准,其中该变压器耦 合至该脉冲压缩器的输出;及 一固态介电质材料.邻接该中心轴配置,提供流电 阻隔(galvanic isolation)和导热。6.如申请专利范围第 5项之脉冲器组件,其中该脉冲压缩器包括: 复数个核心,系对齐该中心轴; 复数个导电构件,系对齐该中心轴,其中一导电构 件位于该复数个核心的每一个的任一侧;及 一环形电容器,系对齐该中心轴并且耦合至该导电 构件之一。7.如申请专利范围第5项之脉冲器组件, 尚包括一盖板,配置于脉冲压缩器和该变压器之间 ,其中该盖板将该脉冲压缩器耦合至该变压器。8. 如申请专利范围第5项之脉冲器组件,其中该脉冲 压缩器包括: 一第一复数个核心: 一第一复数个阻隔构件,其中一阻隔构件配置于第 一复数个核心的每一个之间; 一第一复数个导电构件,其中一导电构件配置于第 一复数个核心的每一个之间;及 一第一复数个滙流排条,耦合该第一复数个导电构 件。9.如申请专利范围第8项之脉冲器组件,其中该 变压器包括: 一第二复数个核心; 一第二复数个阻隔构件,其中该第二复数个阻隔构 件的一阻隔构件位于该第二复数个核心的每一个 之间; 一第二复数个导电构件,其中该第二复数个导电构 件的一导电构件位于该第二复数个核心的每一个 之间;及 一第二复数个滙流排条,耦合该第二复数个导电构 件。10.如申请专利范围第9项之脉冲器组件,其中 该第二复数个核心的每一个具有一定义一椭圆形 开口的内缘,和一定义一椭圆形的外缘,使得该第 二复数个核心的每一个定义一围绕该中心轴的开 口区域。11.如申请专利范围第10项之脉冲器组件, 尚包括一中心杆,沿着该中心轴配置并且耦合至该 盖板。12.一种脉冲器组件,包括: 一具有中心轴的脉冲压缩器,其中该脉冲压缩器输 出电压脉冲; 一变压器,对齐该中心轴; 复数个滙流排条,将该脉冲压缩器同轴耦合至该变 压器; 其中该变压器由该脉冲压缩器接收该电压脉冲输 出,并且升高该电压脉冲;及 一固态介电质,沿着该中心轴配置,用于提供流电 阻隔(galvanic isolation)和导热。13.如申请专利范围 第12项之脉冲器组件,其中该脉冲压缩器包括: 一第一核心,具有上层和下层; 一第一阻隔构件,具有上层和下层,其中该第一阻 隔构件的下层位于邻接该第一核心的上层; 一第二阻隔构件,具有上层和下层,其中该第二阻 隔构件的上层位于邻接该第一核心的下层; 一第一导电板,具有上层和下层,其中该第一导电 板的下层位于邻接该第一阻隔构件的上层; 一第二导电板,具有上层和下层,其中该第二导电 板的上层位于邻接该第二阻隔构件的下层; 一第三阻隔构件,具有上层和下层,其中该第三阻 隔构件的上层位于邻接该第二导电板的下层; 一第三导电板,具有上层和下层,其中该第三导电 板的上层位于邻接该第三阻隔构件的下层; 一第四阻隔构件,具有上层和下层,其中该第四阻 隔构件的上层位于邻接该第三导电板的下层,一第 二核心,具有上层和下层,其中该第二核心的上层 位于邻接该第四阻隔构件的下层; 一第五阻隔构件,具有上层和下层,其中该第五阻 隔构件的上层位于邻接该第二核心的下层; 一第四导电板,具有上层和下层,其中该第四导电 板的上层位于邻接该第五阻隔构件的下层; 一第一复数个滙流排条,耦合第一,第二,第三,和第 四导电板;及 一电容器,耦合至该导电板。14.如申请专利范围第 12项之脉冲器组件,其中该脉冲压缩器包括复数个 导电板,具有一内径和一外径,并且其中一个以上 的该复数个滙流排条在该导电板邻接该导电板内 径的部份耦合到二个以上的该复数个导电板,并且 一个以上的该复数个滙流排条在该板邻接该导电 板外径的部份耦合二个该导电板。15.如申请专利 范围第13项之脉冲器组件,其中该电容器为一环形 电容器。16.一种脉冲器,用于提供高压功率脉冲, 包括: 一脉冲压缩器,其有一输入和一输出,其中该脉冲 压缩器包括:一第一复数个核心,具有上下层;一第 一复数个导电板,其中一导电板配置于邻接该第一 复数个核心的每一个的上下;一第一复数个滙流排 条,耦合该第一复数个导电板,以致于该第一复数 个滙流排条和该第一复数个导电构件形成一复数 个等宽的导电回路围绕第一复数个核心;及 一脉冲变压器,耦合至该脉冲压缩器的一输出,其 中该脉冲变压器包括:一第二复数个核心,具有上 下层;以及一第二复数个导电板,其中该第二复数 个传导板之一配置于邻接该第二复数个核心的每 一个的上下,其中一第二复数个滙流排条用于耦合 该第二复数个导电板,以致于该第二复数个导电板 和该第二复数个滙流排条形成一复数个等宽的导 电回路,围绕该第二复数个核心。17.如申请专利范 围第16项之脉冲器,其中该第一复数个核心具有一 内径和外径,并且该第一复数个导电板具有一内径 和外径。18.如申请专利范围第17项之脉冲器,尚包 括一固态介电质材料配置在第一复数个核心的内 径区域内,以及在第一复数个传导板的内径区域内 。19.如申请专利范围第16项之脉冲器,其中该脉冲 压缩器尚包括一激冷板组件,位于该第一复数个核 心的每一个之间,对该第一复数个核心提供冷却。 20.一种脉冲器组件,包括: 一脉冲压缩器,用于在输出处输出一已压缩的电压 脉冲,包括: 一复数个核心,对齐一中心轴; 一复数个导电板,对齐一中心轴,其中一个以上的 该复数个导电板位于该复数个核心的每一个之间; 一复数个外部滙流排条,平行于该中心轴并且位在 离该中心轴的第一距离上,其中该复数个外部滙流 排条耦合两个以上的该导电板; 一复数个内部滙流排条,平行于该中心轴并且位在 离该中心轴的第二距离上,其中该复数个内部滙流 排条耦合两个以上的该导电板; 一固态介电质材料,沿着该中心轴并且在该复数个 核心的每一个之间配置,用于提供流电(galvanic)隔 离和导热;及 一变压器,耦合至该脉冲压缩器的输出,用于升高 该电压脉冲的电压。21.如申请专利范围第21项之 脉冲器组件,尚包括一激冷板,位于该复数个核心 的第一核心和该复数个核心的第二核心之间。22. 一种脉冲器组件,包括; 复数个核心; 复数个导电构件,对齐该核心,其中一导电构件位 于该核心的每一个之间; 复数个滙流排条,选择地耦合该导电构件;及 一合适的介电质材料,配置于该核心之间。23.如申 请专利范围第22项之脉冲器组件,尚包括一激冷板, 位于该复数个核心的第一核心和该复数个核心的 第二核心之间。24.如申请专利范围第22项之脉冲 器组件,尚包括: 一电容器,耦合至该复数个导通板之一; 其中该复数个核心的第一分组,和该复数个阻隔构 件的第一分组,和该复数个导电构件的第一分组, 和该复数个滙流排条的第一分组,与该电容器一起 运作,以提供该脉冲器组件的脉冲压缩部份;该脉 冲器组件输出一电压脉冲; 其中该复数个核心的第二分组,和该复数个阻隔构 件的第二分组和该复数个导电构件的第二分组,以 及该复数个滙流排条的第二分组提供该脉冲器组 件的变压器部份,透过该脉冲器组件的脉冲压缩部 份,该脉冲器组件升高电压脉冲输出的电压。25.如 申请专利范围第24项之脉冲器组件,尚包括一中心 杆,沿着该中心轴配置并且耦合至该盖板。26.如申 请专利范围第24项之脉冲器组件,尚包括: 一盖板,对准该中心轴并且配置于该脉冲器组件的 变压器部份和该脉冲器组件的脉冲压缩部份之间, 其中该盖板耦合至该脉冲器组件的变压器部份以 及至该脉冲器组件的脉冲压缩部份。27.如申请专 利范围第22项之脉冲器组件,其中该导电构件的第 一分组为具有传导材料配置于其上的印刷电路,其 中一传导材料模组配置于该印刷电路板上,以致于 从该传导材料模组外缘到该传导材料模组中心区 域的距离是从最大距离变动到最小距离。28.一种 脉冲器组件,包括: 一同轴脉冲压缩器,包括一固态介电质材料,提供 导热和流电(galvanic)隔离; 一同轴脉冲变压器,包括一固态介电质材料,提供 导热和流电(galvanic)隔离,耦合至该脉冲压缩器;及 其中该脉冲压缩器和脉冲变压器运作以大于1千赫 兹的频率输出超过10千伏特的电压脉冲。29.如申 请专利范围第28项之脉冲器组件,其中该脉冲器压 缩器包括一水冷式激冷板。30.如申请专利范围第 28项之脉冲器组件,其中该脉冲压缩器包括: 复数个核心;及 其中一激冷板位于该复数个核心的每一个之间。 31.如申请专利范围第28项之脉冲器组件,其中该脉 冲变压器包括一水冷式激冷板。32.如申请专利范 围第28项之脉冲器组件,其中该脉冲变压器包括: 复数个核心;及 其中一激冷板位于该复数个核心的每一个之间。 图式简单说明: 第一图为本发明具体实例之部份脉冲器组件的横 断面图。 第二图图示与脉冲转换器核心相关的该电子连接 的细节的图。 第三图为图示脉冲变压器核心连接装置的图。 第四图图示该脉冲变压器上层板的图。 第五图图示该脉冲变压器下层板的图。 第六图图示本发明具体实例盖板的图。 第七图图示具有变压器耦合之脉冲压缩器电路的 电子概要图。 第八图图示具有自动变压器耦合之脉冲压缩器电 路的电子概要图。 第九图图示铁磁核心材料特征之该磁通密度B与每 公尺之安培匝数H之比较。 第十图A图示用于冷却的激冷板细节之平面图。 第十图B图示激冷板细节之侧视图。 第十一图为具有环形电容器之脉冲器组件的横断 面图。 第十二图为本发明该脉冲器之等积图。 第十三图A为具有传统电容器之本发明具体实例的 该脉冲器横断面上部平面图。 第十三图B为具有环形电容器之本发明具体实例的 该脉冲器横断面上部平面图。 第十四图为本发明该脉冲器之底部平面图。 第十五图为该变压器核心的等积图。 第十六图图示该压缩器电路电感部份的弯曲。 第十七图图示该压缩器具体实例上层板和下层板 的蚀刻模组。
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