高壓大功率脈沖電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高壓大功率脈沖電源，包括人機(jī)接口1和與人機(jī)接口1電氣連接的控制電路2，其特征在于，所述控制電路2通過觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路3與脈沖形成電路4連接，所述脈沖形成電路4與整流濾波電路5電氣連接，所述脈沖形成電路4還與脈沖轉(zhuǎn)換電路6電氣連接，所述脈沖轉(zhuǎn)換電路6還與測(cè)量顯示電路7電氣連接，所述測(cè)量顯示電路7通過反饋保護(hù)電路8與控制電路2電氣連接。本實(shí)用新型的有益效果是，體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，實(shí)用價(jià)值高。
【專利說明】高壓大功率脈沖電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣改進(jìn)領(lǐng)域，特別是一種高壓大功率脈沖電源。

【背景技術(shù)】
[0002]較早的高壓大功率脈沖電源一般采用工頻變壓器升壓，然后采用磁壓縮開關(guān)或者旋轉(zhuǎn)火花隙來獲取高壓脈沖，因而大都比較笨重，而且獲得的脈沖頻率范圍有限，可靠性較低，控制較困難，成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種高壓大功率脈沖電源。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的技術(shù)方案為高壓大功率脈沖電源，包括人機(jī)接口 I和與人機(jī)接口 I電氣連接的控制電路2，其特征在于，所述控制電路2通過觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路3與脈沖形成電路4連接，所述脈沖形成電路4與整流濾波電路5電氣連接，所述脈沖形成電路4還與脈沖轉(zhuǎn)換電路6電氣連接，所述脈沖轉(zhuǎn)換電路6還與測(cè)量顯示電路7電氣連接，所述測(cè)量顯示電路7通過反饋保護(hù)電路8與控制電路2電氣連接。
[0005]所述整流濾波電路5與電源電氣連接，并對(duì)電源輸入的電流進(jìn)行次級(jí)整流濾波后傳輸給脈沖形成電路4。
[0006]所述脈沖形成電路4是以電力電子功率開關(guān)SI為核心組成的電路，該電路可在觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下形成低壓脈沖。
[0007]所述脈沖轉(zhuǎn)換電路6是有高頻變壓器T1、T2…Tn以初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)的方式形成的將低壓脈沖轉(zhuǎn)換成高壓脈沖的電路。
[0008]所述測(cè)量顯示電路7監(jiān)視觀察脈沖轉(zhuǎn)換電路輸出的脈沖。
[0009]所述反饋保護(hù)電路可將測(cè)量顯示電路7測(cè)得的輸出脈沖以信號(hào)的形式反饋給控制電路，并與控制電路和人機(jī)接口相配合調(diào)整脈沖的寬度以及頻率。
[0010]利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案制作的高壓大功率脈沖電源，具有體積小、功率因數(shù)高、效率高、輸出脈沖控制精確、重復(fù)頻率變化范圍大的特點(diǎn)；電路簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔成本低。與同行業(yè)同時(shí)期的產(chǎn)品相比，本電源不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)單獨(dú)可調(diào)的高頻逆變電源；也不需要通過陡化電路來對(duì)高壓高頻電壓波形進(jìn)行改形；從而在同等參數(shù)條件下，結(jié)構(gòu)工藝以及電路大大簡(jiǎn)化，成本投入大大降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述高壓大功率脈沖電源的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2上本實(shí)用新型所述高壓大功率脈沖電源的電路原理圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型所述高頻變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中，1、人機(jī)接口 ；2、控制電路；3、觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路；4、脈沖形成電路；5、整流濾波電路；6、脈沖轉(zhuǎn)換電路；7、測(cè)量顯示電路；8、反饋保護(hù)電路。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述，如圖1-3所示，是本實(shí)用新型高壓大功率脈沖電源，包括人機(jī)接口 I和與人機(jī)接口 I電氣連接的控制電路2，其特征在于，所述控制電路2通過觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路3與脈沖形成電路4連接，所述脈沖形成電路4與整流濾波電路5電氣連接，所述脈沖形成電路4還與脈沖轉(zhuǎn)換電路6電氣連接，所述脈沖轉(zhuǎn)換電路6還與測(cè)量顯示電路7電氣連接，所述測(cè)量顯示電路7通過反饋保護(hù)電路8與控制電路2電氣連接；所述整流濾波電路5與電源電氣連接，并對(duì)電源輸入的電流進(jìn)行次級(jí)整流濾波后傳輸給脈沖形成電路4 ;所述脈沖形成電路4是以電力電子功率開關(guān)SI為核心組成的電路，該電路可在觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下形成低壓脈沖；所述脈沖轉(zhuǎn)換電路6是有高頻變壓器T1、T2…Tn以初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)的方式形成的將低壓脈沖轉(zhuǎn)換成高壓脈沖的電路；所述測(cè)量顯示電路7監(jiān)視觀察脈沖轉(zhuǎn)換電路輸出的脈沖；所述反饋保護(hù)電路可將測(cè)量顯示電路7測(cè)得的輸出脈沖以信號(hào)的形式反饋給控制電路，并與控制電路和人機(jī)接口相配合調(diào)整脈沖的寬度以及頻率。
[0016]本技術(shù)方案的特點(diǎn)是采用具有高頻變壓、軟開關(guān)和PFC技術(shù)的高壓脈沖電源來替代早期的工頻脈沖電源，在高壓脈沖電源中用電力電子功率開關(guān)作為新型脈沖形成電路核心的高重復(fù)頻率固體開關(guān)，從而來替代傳統(tǒng)脈沖形成電路中的開關(guān)。
[0017]在本技術(shù)方案中，電源的輸出由一整流濾波電路進(jìn)行次級(jí)整流濾波后，經(jīng)過以電力電子功率開關(guān)Si為核心組成的脈沖形成電路來形成脈沖。然后通過脈沖轉(zhuǎn)換電路中的高頻變壓器Tl、Τ2…Tn把低壓脈沖轉(zhuǎn)換成高壓大功率脈沖，并通過測(cè)量顯示電路監(jiān)視觀察輸出脈沖。而脈沖的寬度以及頻率由人機(jī)接口、反饋保護(hù)電路和控制電路三部分來共同調(diào)節(jié)。
[0018]在本技術(shù)方案中，電源電壓最高可做到10kV,電流100A，功率5兆瓦以上；輸出脈沖上升沿最低可達(dá)到40ns,下降沿40ns ;脈沖寬度最低可達(dá)1ns,脈沖頻率最高可達(dá)200kHz
[0019]在本技術(shù)方案中，高頻變壓器Tl、T2…Tn的初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)，初次級(jí)用同軸電纜繞制而成。如圖3所示，對(duì)于單個(gè)變壓器，同軸電纜屏蔽網(wǎng)全部并聯(lián)在一起作為初級(jí)(如圖NI及N2)，電纜芯作為次級(jí)(NI’及N2’)。那么如果單個(gè)變壓器初次級(jí)匝比為1: m，η個(gè)變壓器初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)則總初級(jí)匝比為1: (nm)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)，電網(wǎng)整流濾波后直接用IGBT管形成脈沖，并由η個(gè)變壓器轉(zhuǎn)換成高電壓大功率脈沖。同軸電纜繞制高頻變壓器的工藝，有效的提聞了初次級(jí)磁稱合，減小了初次級(jí)線圈寄生電感、電容。從而聞壓大功率脈沖上升沿、下降沿可以做到40ns以內(nèi)。
[0020]上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員對(duì)其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理，屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓大功率脈沖電源，包括人機(jī)接口⑴和與人機(jī)接口⑴電氣連接的控制電路(2)，其特征在于，所述控制電路(2)通過觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路(3)與脈沖形成電路(4)連接，所述脈沖形成電路(4)與整流濾波電路(5)電氣連接，所述脈沖形成電路(4)還與脈沖轉(zhuǎn)換電路出)電氣連接，所述脈沖轉(zhuǎn)換電路(6)還與測(cè)量顯示電路(7)電氣連接，所述測(cè)量顯示電路(7)通過反饋保護(hù)電路⑶與控制電路(2)電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率脈沖電源，其特征在于，所述整流濾波電路(5)與電源電氣連接，并對(duì)電源輸入的電流進(jìn)行次級(jí)整流濾波后傳輸給脈沖形成電路(4)。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的高壓大功率脈沖電源，其特征在于，所述脈沖形成電路(4)是以電力電子功率開關(guān)SI為核心組成的電路，該電路可在觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路(3)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下形成低壓脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率脈沖電源，其特征在于，所述脈沖轉(zhuǎn)換電路(6)是有高頻變壓器Tl、T2…Tn以初級(jí)并聯(lián)次級(jí)串聯(lián)的方式形成的將低壓脈沖轉(zhuǎn)換成高壓脈沖的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率脈沖電源，其特征在于，所述測(cè)量顯示電路(7)監(jiān)視觀察脈沖轉(zhuǎn)換電路輸出的脈沖。
【文檔編號(hào)】H02M9/02GK203859702SQ201420294062
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】曹祖國(guó), 李順清 申請(qǐng)人:天津東泰維科電子科技有限公司