[发明专利]电脉冲电路

说明书

技术领域

本发明总体上涉及脉冲电路，尤其涉及高电流脉冲电路。

背景技术

电弧装置用在多种用途中，这些用途包括串联电容器保护、高功 率开关、声频发生器、冲击波发生器、脉冲等离子体推进器和电弧减 缓设备。这些设备包括由空气或其它气体的间隙分开的两个或两个以 上的主电极。将偏置电压加到该间隙两边的这些主电极。

触发这些电弧设备的一种方式是通过一种高电流脉冲。例如，高 电流脉冲源可提供高电流脉冲以触发等离子体枪在这些主电极之间 生成导电烧蚀等离子体蒸汽。还可将这种高电流脉冲源用在诸如轨道 炮、火花隙开关、照明镇流器和串联电容器保护这样的设备中。

高电流脉冲通常大于约5,000安培(5kA)，以生成如足够的等 离子体蒸汽。此外，将高于约5,000伏特(5kV)的高电压用于克服 空气击穿电压并引起例如等离子体枪电极等的脉冲电极之间的高电 流脉冲。典型的高电流脉冲称为闪电脉冲，可将这些闪电脉冲限定为 具有8微秒的上升时间和20微秒的下降时间。用于生成这些高电流 脉冲的电路通常使用昂贵的高能电容器，这些高能电容器可具有毫法 范围的电容值。虽然现有的高电流脉冲源适用于其设计用途，但在本 领域中需要一种克服这些缺陷的高电流脉冲源。

发明内容

本发明的实施例包括一种电脉冲电路。这种电脉冲电路与第一电 极对和第二电极对连接，第一电极对定义出其端部之间的第一间隙， 且第二电极对定义出其端部之间的第二间隙。第二间隙设置在第一间 隙附近。这种电路包括控制器、第一电脉冲源和第二电脉冲源，第一 电脉冲源与第一电极对供电连接，且第二电脉冲源与第二电极对供电 连接。第一电脉冲源能够响应控制器而产生穿过第一间隙的高压低电 流电弧，且第二电脉冲源能够响应控制器和该高压电弧而产生穿过第 二间隙的低压高电流电弧。

本发明的另一个实施例包括一种电脉冲电路，这种电脉冲电路与 烧蚀等离子体枪子装配件连接，这种烧蚀等离子体枪子装配件包括第 一枪电极对、第二枪电极对和至少设置在第一枪电极对和第二枪电极 对中之一附近的烧蚀材料。这种烧蚀等离子体枪子装配件设置在主电 弧设备内，这种主电弧设备包括两个或两个以上的主电极，其每个电 极连接到主电路的电力不同的部分。这种电脉冲电路包括控制器、第 一电脉冲源和第二电脉冲源，第一电脉冲源与第一枪电极对供电连 接，且第二电脉冲源与第二枪电极对供电连接。第一电脉冲源能够响 应控制器而产生第一枪电极对之间的高压低电流电弧，且第二电脉冲 源能够响应控制器和该高压电弧而产生第二枪电极对之间的低压高 电流电弧。烧蚀等离子体枪响应这种低压高电流电弧，以将烧蚀等离 子体喷入主电弧设备的两个或两个以上主电极之间的主间隙，从而触 发这两个或两个以上主电极之间的电弧。

附图说明

从下面结合附图进行的对本发明的优选实施例的详细描述就会 更容易地理解这些和其它优点和特征。

参考示范性附图，在这些附图中，对类似的要素编号类似：

图1示出了根据本发明的实施例的电脉冲电路的示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的电脉冲电路的高压源的示意 图；

图3示出了根据本发明的实施例的电脉冲电路的高电流源的示意 图；

图4示出了根据本发明的实施例的双电极等离子体枪的透视图；

图5示出了根据本发明的实施例的第一等离子体枪电极对和第二 等离子体枪电极对的示意图；

图6示出了根据本发明的实施例的图1中的双电极等离子体枪的 放大分解透视图；

图7示出了根据本发明的实施例的用于触发电弧设备的双电极烧 蚀等离子体枪的总电路图；以及

图8示出了根据本发明的实施例的电弧设备的双电极烧蚀等离子 体枪触发的示范性电路图。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种双电源高电流脉冲发生器。这种双电源 脉冲发生器利用第一电源触发第一(高压低电流)电弧以产生降低的 阻抗(如离子化空气)的区域，并且利用第二电源在该降低的阻抗的 区域内发起第二(低压高电流)电弧。