[发明专利]一种高压脉冲电源的顶降补偿电路及其顶降补偿方法在审

专利信息
申请号: 201610089655.X 申请日: 2016-02-18
公开(公告)号: CN105577147A 公开(公告)日: 2016-05-11
发明(设计)人: 李运海 申请(专利权)人: 合肥雷科电子科技有限公司
主分类号: H03K3/53 分类号: H03K3/53;H03K3/01
代理公司: 合肥天明专利事务所 34115 代理人: 奚华保
地址: 230088 安徽省合肥*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 高压 脉冲 电源 补偿 电路 及其 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及高压脉冲电源技术领域,尤其是一种高压脉冲电源的顶降补偿电路及其顶降补偿方法。

背景技术

随着雷达技术及加速器技术的发展,对长脉宽脉冲高压电源的需求提出了紧迫的要求,尤其是脉宽大于100μs的长脉宽脉冲调制器,其实现方案、设计理念、建造成本等,是国内外各研究单位的研究重点。

传统的技术方案如图1所示是利用带储能电容C3的高压电源加固态开关S3来实现长脉宽输出,一般在电压达到百kV、电流达几十A的应用场合,输出脉冲顶降约1%时,电容C3储能达几十kJ以上,如此大的储能使系统工作的危险性大大提高;或者只有牺牲脉冲顶降(顶降5%以上),来达到系统的连续运行,其输出波形见图1中a所示,具有明显的脉冲顶降。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种在实现高平坦度脉冲输出波形时,使系统的总储能大大下降,保证了输出脉冲的指标的高压脉冲电源的顶降补偿电路。

为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种高压脉冲电源的顶降补偿电路,包括由N个首尾串联的脉冲单元电路组成的脉冲单元电路组,脉冲单元电路组的输入端与充电电源的电源输出端相连,脉冲单元电路组的输出端与输出高压电阻R1的一端相连,输出高压电阻R1的另一端接输出端子X1,输出端子X2接在充电电源的电源输出端和脉冲单元电路组的输入端之间,输出端子X1和输出端子X2之间接后级负载,控制器输出控制信号分别至充电电源以及脉冲单元电路组内所有的放电开关、充电开关和补偿电源。

所述脉冲单元电路组包括第一脉冲单元电路、第二脉冲单元电路以至第N脉冲单元电路,所述第一脉冲单元电路的输入端作为脉冲单元电路组的输入端与第二脉冲单元电路的输入端相连,第二脉冲单元电路的输出端与第三脉冲单元电路的输入端相连,第N-1脉冲单元电路的输出端与第N脉冲单元电路的输入端相连,第N脉冲单元电路的输出端作为脉冲单元电路组的输出端与输出高压电阻R1的一端相连。

所述第一脉冲单元电路由储能电容C1、高压隔离电感L1、放电开关S1-1、充电开关S1-2、补偿电源G1和充电二极管V1组成,所述第二脉冲单元电路由储能电容C2、高压隔离电感L2、放电开关S2-1、充电开关S2-2、补偿电源G2和充电二极管V2组成,所述第N脉冲单元电路由储能电容Cn、高压隔离电感Ln、放电开关Sn-1、充电开关Sn-2、补偿电源Gn和充电二极管Vn组成;所述充电电源的输出端分别与高压隔离电感L1、补偿电源G1的一端相连,补偿电源G1依次与储能电容C1、放电开关S1-1串联,所述高压隔离电感L1的另一端分别与高压隔离电感L2、储能电容C1、放电开关S1-1相连,放电开关S1-1的另一端与补偿电源G2的一端相连,充电开关S1-2跨接在补偿电源G1的负极与放电开关S1-1上,充电二极管V1的阳极与补偿电源G1的正极相连,充电二极管V1的阴极与补偿电源G1的负极相连;所述补偿电源Gn依次与储能电容Cn、放电开关Sn-1串联,所述高压隔离电感Ln的一端分别与储能电容Cn、放电开关Sn-1相连,充电开关Sn-2的一端与补偿电源Gn的负极相连,充电开关Sn-2的另一端与放电开关Sn-1相连后与输出高压电阻R1的一端相连。

本发明的另一目的在于提供一种高压脉冲电源的顶降补偿电路的顶降补偿方法,该方法包括下列顺序的步骤:

(1)首先,控制器控制脉冲单元电路组中所有的充电开关均为导通状态;

(2)接着,控制器再控制充电电源,通过各个脉冲单元电路的高压隔离电感、充电开关和充电二极管,同时对所有的储能电容充电;

(3)充电到额定值后,控制器再控制所有脉冲单元电路中的充电开关为关断状态;

(4)最后控制器控制各脉冲单元电路中放电开关的导通时序和补偿电源的输出幅度,形成最后的平顶放电脉冲波形;

(5)放电结束后,控制器控制所有放电开关都关断。

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