[发明专利]一种基于多H桥模块级联的数字探针电源

说明书

技术领域

本发明涉及中小功率多电平逆变电源领域，具体为一种基于多H桥模块级联的数字探针电源。

背景技术

探针电源本质上是一种高电压高功率的信号发生器。但与常规信号发生器不同的是：输出的信号种 类较多，不仅仅是常见的信号。其输出信号幅值和频率都具有很强的随机性。常见的探针电源采用高压线 性电源方案。该方案主要采用高压运算放大器、无源器件、三极管等构成。

目前用于托卡马克装置的线性探针电源虽然能够实现多种信号的输出，且响应速度也很快。但其也 存在如下不足：

1.该探针电源采用的是运算放大器的结构，属于线性电源，故可知该电源损耗较大，效率低。采用 这种结构的电源，单路只能输出一种类型的波形，且为了满足输出快速性要求，只能采用多路复选的方式 来实现各种随机信号波形的输出，这无疑会增加设备的复杂度和成本。

2.该探针电源的主体器件均为模拟器件，模拟器件对噪声比较敏感。且该电源工作环境存在恒定的 磁场，该磁场会对模拟器件造成影响，使设备的稳定性较低。故对设备的EMC要求较高，会增加设备成 本。

3.该探针电源的构成器件为高压运算放大器和无源器件，这些器件均存在温漂效应。即参数会随着 温度的变化而发生漂移。会使输出电压波形不是所期望的波形。

4.采用运算结构电源，当输出不同电压等级的电压波形时，其精度很难保证一致，故为了保证较高 精度的电压输出，通常采取分档的方式，这同样也会增加设备的成本，同时由于器件数量较多，也会降低 整个系统的稳定性。

5.该探针电源通常通过手动调整电位器的电阻来实现不同电压等级的电压输出。这种方式会使得输 出电压易受电位器线性度和精度的影响，会使输出电压波形不够平稳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多H桥模块级联的数字探针电源，以解决上述背景技术中提出的问 题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多H桥模块级联的数字探针电源，包括AC/DC 模块、DC/DC模块和H桥模块，所述AC/DC模块的输入源为单相交流电源，所述AC/DC模块的输出端 并联有N个DC/DC模块，每个所述DC/DC模块均与一个H桥模块直流侧连接。

优选的，所述H桥模块的数量与DC/DC模块的数量相等，且N个所述H桥模块的交流侧均与线性 补偿单元连接。

优选的，所述AC/DC模块为先整流再调压的结构。

优选的，所述N的取值范围为：N≥4，且N为整数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：此基于多H桥模块级联的数字探针电源结构简单，本发明 探针电源输出波形质量高，由于采用多阶梯波输出，可知输出波形的谐波成分较低；本发明探针电源控制 策略采用载波相移技术，该技术可以用较低的开关频率实现较高的等效开关频率，从而可以减小输出滤波 电感的尺寸和容量，降低成本和噪音；本发明探针电源采用多模块级联的方式，可以降低单个模块的耐压 等级。而随着耐压等级的降低，模块尺寸和体积均可降低，便于安装；本发明探针电源装置的整机效率较 高。在非满量程输出时，可根据所需输出电压的等级，将不必要的模块给旁路，以保证工作中的H桥模块 处于较高的效率状态；本发明探针电源故障处理能力强，该电源采用的H桥模块具有冗余特性，当设备中 某一H桥模块出现故障后，可直接将该模块切除，同时提高其他工作中的H桥模块的输出电压，以保证 总的输出电压值不变；本发明探针电源操作简单，且可将输出波形在屏幕上显示出来，让用户放心了解设 置波形是否正确。

附图说明

图1为本发明实施例一结构示意图；

图2为可双向流动DC/DC模块结构示意图；

图3为功率只能单向流动的AC/DC模块结构示意图；

图4为功率可双向流动AC/DC模块结构示意图；

图5为H桥模块结构示意图；

图6为本发明实施例二结构示意图。

图中：1AC/DC模块、2DC/DC模块、3H桥模块、4线性补偿单元。

具体实施方式