[发明专利]一种数字变频电击器及其变频脉冲的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种数字变频电击器，本发明还涉及一种变频脉冲的控制方法。

背景技术

目前，国内外电击器产品是用直流高压脉冲和交流高压脉冲来打击目标。现有电击器的工作原理及特点：

直流高压脉冲电击器采用倍压电路使电压升到可以击穿空气放电的程度实现电击过程。缺点是输出电压频率不可控、电压等级不高受环境影响很大、带载能力较差输出很小的功率就会导致输出电压大幅跌落、升压级数增多时电路的结构复杂、电路工作效率低。

交流高压脉冲电击器采用两级升压方式，其一，前级升压方式主要分为两种，单极式正激电路和推挽式电路，其中单极电路的特点是抗过压能力较强、占空比大、变压器容易磁化造成损耗较大、开关管工作在硬开关条件下工作效率低系统损耗较大；推挽式电路属于双极性磁化极电路，因此变压器的损耗要比单极性磁化极的小很多，能量的利用率高。但推挽式电路开关管同样工作在硬开关条件下，工作效率低系统损耗同样较大；其二，前级输出的整流方式有两种方式：半桥整流和全桥整流。半桥整流的过程中只有半波能够通过，延长充电时间，能量的利用率低。而全桥整流是在整个过程中都输出能量，有效的提高了能量利用率；其三，后极的升压方式主要有：LC谐振、变压器二次升压、LC谐振和变压器二次升压相结合，国内多数是采用LC谐振、变压器二次升压等方式，虽然可以使得输出的电压达到很高的程度，但高压脉冲的频率单一，不具有变频的特性，开关管也是工作在硬开关条件下，工作效率低系统损耗也较大。

因此现有电击器的缺点是脉冲频率不可控且频率单一、能量的利用率低、电击效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字变频电击器，解决了现有技术中存在的脉冲频率不可控、能量的利用率低的问题。

本发明的另一个目的是提供一种变频高压脉冲的控制方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种数字变频电击器，包括数字控制器和脉冲输出电路，脉冲输出电路包括依次连接的电源、半桥逆变电路、前级变压器、全桥整流电路、软开关电路、分压电路、LC谐振电路、后级变压器和放电电极，电源、半桥逆变电路、全桥整流电路、软开关电路、分压电路、LC谐振电路分别通过电源电压检测电路、半桥逆变MOSFET驱动电路、软开关MOSFET驱动电路、整流后电压监测电路和LC谐振晶闸管驱动电路与数字控制器相连接。

本发明的特点还在于，

半桥逆变电路由相互串联的电容C1、电容C2和相互串联的功率开关管MOSFETQ1、功率开关管MOSFETQ2并联而成；电容C1与所述电源的正极相连接，电容C2与所述电源的负极相连，电源的负极还与所述的电源电压检测电路相连接；功率开关管MOSFETQ1和功率开关管MOSFETQ2均连接至所述的半桥逆变MOSFET驱动电路；电容C1和电容C2之间的节点连接至前级变压器的原边一端，功率开关管MOSFETQ1、功率开关管MOSFETQ2之间的节点连接至前级变压器的原边另一端。

全桥整流电路由相互串联的二极管D1、二极管D2和相互串联的二极管D3、二极管D4并联而成；软开关谐振电路由功率开关管MOSFETQ3和电容C3串联构成，分压电路由电阻R1和电阻R2相串联而成；LC谐振电路由晶闸管Q4及相互串联的电容C4、后级变压器的原边并联而成；全桥整流电路、软开关谐振电路、分压电路和LC谐振电路相互并联；二极管D1和二极管D2之间的节点连接至前级变压器的副边一端，二极管D3和二极管D4之间的节点连接至前级变压器副边的另一端。

功率开关管MOSFETQ3的漏极与所述高压二极管D1和二极管D3的连接点相连接，电容C3与所述高压二极管D2和二极管D4的连接点相连接；电阻R1与功率开关管MOSFETQ3的漏极相连接，电阻R2与所述电容C3相连接。

后级变压器的副边与放电极相连接。

全桥整流电路的二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4均采用高压二极管。

前级变压器和后级变压器为高频变压器。