[发明专利]一种高压脉冲电源参数化装置及方法

说明书

本发明公开了一种高压脉冲电源参数化装置及方法，本发明中将m个开关组串联，并给每个开关组均提供直流电压；数据处理模块通过控制这m个固体开关组的开关时序，使这m个固体开关组导通和关断的起始时间、持续时间、以及结束时间不同，从而产生具有一定电压幅值的脉冲电压，并且该脉冲的上升沿和下降沿可调、脉冲宽度可调。数据处理模块根据参数输入端所设置的参数，产生有一定特征控制信号，分别对m个开关组进行参数控制和分配，是高压脉冲电源参数化并最终产生所需高压脉冲的关键。

技术领域

本发明属于高压脉冲电源领域，具体涉及一种高压脉冲电源参数化装置及方法。

背景技术

高压脉冲电源对气体放电产生的电子能量密度，能耗、活性粒子的效率和种类等具有决定性作用，在材料表面处理、环境污染治理、生物医学、等离子体点火和辅助燃烧等国防和民用前沿领域具有广泛的应用前景。目前国内外的高压脉冲电源输出脉冲的参数一般均是固定不变的，不利于脉冲气体放电机理、特性和应用的深入研究。本发明提出了一种高压脉冲电源参数化的方法和装置，通过把高压脉冲电源输出的脉冲参数化并进行分析和处理，控制高压脉冲电源中固体开关组模块的开关时序，可以得到脉冲上升沿、下降沿，脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率和脉冲数等脉冲参数可以灵活调节的参数化高压脉冲电源。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高压脉冲电源参数化装置及方法，通过数据处理模块对高压脉冲源的开关组模块工作状态进行调节和控制，实现全部高压脉冲波形参数的设置和调节。

为了达到上述目的，一种高压脉冲电源参数化装置，包括数据处理模块和高压直流电源模块，数据处理模块和高压直流电源模块均连接固体开关组模块，数据处理模块连接参数输入模块；

固体开关组模块包括m个通过串联方式耦合的开关组，每个开关组均设置有控制端，控制端接入数据处理模块，每个开关组均包括高端开关S1和低端开关S2，高端开关S1和低端开关S2均接入高压直流电源模块，前端开关组连接后端开关组的GND端，首端开关组通过GND端连接高压脉冲输出GND端，末端开关组设置有高压脉冲输出V_H端。

一种高压脉冲电源参数化装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，数据处理模块接收参数输入模块发来的输出脉冲的参数信息；

步骤二，数据处理模块将参数信息转化为控制信号发送至固体开关组模块；

步骤三，固体开关组模块通过高压直流电源模块提供的直流电压供电，并将控制信号转化为符合目标参数的高压脉冲发送至高压脉冲输出端。

步骤三中，目标参数包括上升沿参数、下降沿参数、电压参数、宽度参数和频率参数。

对高压脉冲上升沿参数调控时，输入端给定输出脉冲的上升沿参数为T₁，T₁≥t₁，t₁为固体开关的导通时间，经数据处理模块处理后，产生的控制信号对固体开关组模块中每个开关组进行延时分配，开关组根据各自延时依次开始导通。

对高压脉冲下降沿参数调控时，当输入端给定输出的下升沿参数为T₂，T₂≥t₂，t₂为固体开关的关断时间，经数据处理模块产生的控制信号会对固体开关组模块中每个开关组进行延时分配，开关组根据各自延时依次开始关断。

高压脉冲电压参数的调控就是根据输出要求的电压值，给m个开关组进行电压分配的过程，具体过程如下：

第一步，m个开关组在电路结构上是以串联的方式耦合在一起的，数据处理模块通过控制信号将电压参数分配给每一个固体开关组；

第二步，固体开关组的相关电路在高压直流电源模块的驱动下，产生相应幅值的电压；