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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明公开了一种基于组合绝缘储能的层叠卷绕Blumlein线，本发明由金属外壳、前绝缘封板、后绝缘封板、前高压输出板、后高压输出板、N个开关模块和N个组合绝缘型卷绕线组成。金属外壳由前拉伸圆环、圆柱筒和后拉伸圆环构成；前绝缘封板和后绝缘封板均由绝缘材料制成且为圆盘状；前高压输出板和后高压输出板均为金属材质的T型圆柱；开关模块由阳极电极和阴极电极组成；组合绝缘型卷绕线由阿基米德螺旋线和4个引脚组成，阿基米德螺旋线为由带状线卷绕成的圆环，带状线为上金属带‑上储能介质带‑中间金属带‑下储能介质带‑下金属带‑地线间隔带6层结构；本发明解决了现有脉冲形成线储能密度、耐压强度、绝缘强度较低的问题。

主权项：1.一种基于组合绝缘储能的层叠卷绕Blumlein线，其特征在于基于组合绝缘储能的层叠卷绕Blumlein线一端与电源相连，一端与负载相连，定义与电源相连的一端为前端，与负载相连的一端为后端；基于组合绝缘储能的层叠卷绕Blumlein线由金属外壳1、前绝缘封板2、后绝缘封板3、前高压输出板4、后高压输出板5、N个开关模块6和N个组合绝缘型卷绕线7组成；N为正整数，根据实际需要的输出电压U和储能密度w0的要求共同确定；金属外壳1是由前拉伸圆环11、圆柱筒12和后拉伸圆环13构成的金属圆筒，前拉伸圆环11和后拉伸圆环13完全相同；金属外壳1总长度为L；圆柱筒12侧壁厚度p＝R1-R，R为圆柱筒12内半径，R1为圆柱筒12外半径；前拉伸圆环11焊接在圆柱筒12的前端，后拉伸圆环13焊接在圆柱筒12的后端；前拉伸圆环11的外半径为R2，前拉伸圆环11的内半径等于R1；前拉伸圆环11厚度为d；在前拉伸圆环11上半径为r的圆周上挖有M个通孔111；前拉伸圆环11的前端面与前绝缘封板2的后端面通过绝缘螺钉连接，后拉伸圆环13的后端面与后绝缘封板3的前端面通过绝缘螺钉连接；金属外壳1内同轴嵌套有N个组合绝缘型卷绕线7和N个开关模块6；金属外壳1对圆柱筒12内的电磁场进行屏蔽，抑制外来电磁波的干扰，并避免作为干扰源去影响其他设备；前拉伸圆环11的前端面与圆柱筒12的前端面重合，后拉伸圆环13的后端面与圆柱筒12的后端面重合，前拉伸圆环11拉伸方向朝后端，后拉伸圆环13拉伸方向朝前端；前绝缘封板2和后绝缘封板3完全相同，前绝缘封板2的后端面与前拉伸圆环11的前端面相连，后绝缘封板3的前端面与后拉伸圆环13的后端面相连，用于固定组合绝缘型卷绕线7的输入输出引脚位置；在前绝缘封板2和后绝缘封板3半径为r的圆周上挖有M个通孔，使前绝缘封板2的后端面与前拉伸圆环11的前端面通过绝缘螺钉连接，后绝缘封板3的前端面与后拉伸圆环13的后端面通过绝缘螺钉连接；前绝缘封板2和后绝缘封板3均由绝缘材料制成且为圆盘状，前绝缘封板2的中心O挖有第一通孔21，后绝缘封板3中心O’挖有第二通孔31；前绝缘封板2通过绝缘螺钉将前高压输出板4同轴嵌在第一通孔21处，后绝缘封板3通过绝缘螺钉将后高压输出板5同轴嵌在第二通孔31处；前绝缘封板2厚度为D，半径等于R2，第一通孔21半径为R4，R4R1；前高压输出板4和后高压输出板5完全相同，均为金属材质；前高压输出板4是T型圆柱，由前高压输出板圆柱41和前高压输出板圆盘42焊接组成，用来与组合绝缘型卷绕线7电连接；前高压输出板圆柱41长度为A，半径等于R4；前高压输出板圆盘42厚度为B，半径R5满足R1R5R4；前高压输出板圆柱41的前端面与电源直接相连；后高压输出板5由后高压输出板圆柱51和后高压输出板圆盘52构成，后高压输出板圆柱51的后端面与负载正极相连，后高压输出板圆盘52的前端面与第N个组合绝缘型卷绕线7通过导线相连；开关模块6由阳极电极61和阴极电极62组成，阳极电极61和阴极电极62完全相同；阳极电极61和阴极电极62均是采用铜制成圆盘状；N个阳极电极61与N个组合绝缘型卷绕线7的第一引脚71一一对应直接相连，N个阴极电极62与N个组合绝缘型卷绕线7第二引脚72一一对应直接相连；N个阳极电极61并联且与前高压输出板圆盘42的后端面相连；N个组合绝缘型卷绕线7均由阿基米德螺旋线75和第一引脚71、第二引脚72、第三引脚73、第四引脚74组成，阿基米德螺旋线75为由带状线卷绕成的圆环，带状线为上金属带751-上储能介质带752-中间金属带753-下储能介质带754-下金属带755-地线间隔带756组成的6层结构；N个组合绝缘型卷绕线7间隔为k同轴置于圆柱筒12内，第1级组合绝缘型卷绕线7与前拉伸圆环11后端面距离为k，第N级组合绝缘型卷绕线7与后拉伸圆环13前端面距离为k；上金属带751、中间金属带753、下金属带755均选用铜带，厚度均为c、宽度均为W、长度等于组合绝缘型卷绕线7金属带的展开长度l；上储能介质带752、下储能介质带754厚度均为b、宽度均为W’、长度l’大于l，上储能介质带752从上向下依次由1层聚偏氟乙烯膜组成的上储能介质带上聚偏氟乙烯层7521、8层聚酰亚胺膜组成的上储能介质带聚酰亚胺层7522和7层聚偏氟乙烯膜组成的上储能介质带下聚偏氟乙烯层7523组合而成，下储能介质带754和上储能介质752带关于中间金属带753上下对称，下储能介质带754从下到上依次由1层聚偏氟乙烯膜组成的下储能介质带上聚偏氟乙烯层7541、8层聚酰亚胺膜组成的下储能介质带聚酰亚胺层7542和7层聚偏氟乙烯膜组成的下储能介质带下聚偏氟乙烯层7543组合而成；地线间隔带756由4层聚酰亚胺膜组成，用于隔绝相邻周期地电位金属的物理连接；第一引脚71从中间金属带753初始端即组合绝缘型卷绕线7高压输入端引出，第二引脚72从下金属带755初始端即组合绝缘型卷绕线7低压输入端引出，第三引脚73从上金属带751末端即是组合绝缘型卷绕线7高压输出端引出，第四引脚74从下金属带755末端即组合绝缘型卷绕线7低压输出端引出，4个引脚均为金属固定片；第n级组合绝缘型卷绕线7的第一引脚71与第n级开关模块6的阳极电极61相连，第n级组合绝缘型卷绕线7的第二引脚72与第n级开关模块6的阴极电极62相连；第n级组合绝缘型卷绕线7的第三引脚73与第n-1级组合绝缘型卷绕线7的第四引脚74连接，第n级组合绝缘型卷绕线7的第四引脚74与第n+1级组合绝缘型卷绕线7的第三引脚73连接；第一级组合绝缘型卷绕线7在金属外壳1的靠近前绝缘封板2的一端，第一级组合绝缘型卷绕线7的第三引脚73与金属外壳1的圆柱筒12相接触；第N级组合绝缘型卷绕线7在金属外壳1的靠近后绝缘封板3一端第N级组合绝缘型卷绕线7的第四引脚74与后高压输出板5相接触。

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