[发明专利]一种产生高压脉冲的装置和方法

权利要求书

1.一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，包括高压直流电压模块(3)，高压直流电压模块(3)通过控制模块(2)连接开关模块(1)，高压直流电压模块(3)、控制模块(2)和开关模块(1)通过低压电源模块(4)供电；

开关模块(1)包括m组固态开关组SW1，SW2…SWm，每组固态开关组均连接高压直流电压模块(3)中与其对应的高压直流电源DCm，每组固态开关均包括串联而成的高端固态开关K1和低端固态开关K2，高端固态开关K1和低端固态开关K2均具有控制端G、高压端D和低压端S，高端固态开关K1的低压端S和低端固态开关K2的高压端D相连接，作为每一组开关的输出端Vout，高端固态开关K1的D端和低端固态K2的S端分别作为每组开关的固态开关组中高压直流输入的电源端Vp和地端GND，高端固态开关K1和低端固态开关K2的控制端G均连接控制模块(2)中与其对应的控制信号Gm，每个控制信号Gm对应各自的接地端GNDm，m＝1,2,…,m，GNDm和每一个固态开关组的地端GND及高压直流电源DCm的负端L相连。

2.根据权利要求1所述的一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，固态开关组至少设置两组。

3.根据权利要求1所述的一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，同一组直接串联的高端固态开关K1和低端固态开关K2的控制端G的控制信号是反相同步的。

4.根据权利要求1所述的一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，高端固态开关K1通过电源端Vp连接高压直流电源DCm的正端H。

5.根据权利要求1所述的一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，高端固态开关K1包括若干开关Ka1，Ka2，…，Kax，所有开关Ka1，Ka2，…，Kax并联或串联或串并联混合组成；

低端固态开关K2包括若干开关Kb1，Kb2，…，Kby，所有开关Kb1，Kb2，…，Kby并联或串联或串并联混合组成。

6.根据权利要求1所述的一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，高压直流电源模块(3)中的所有高压直流电源均采用悬浮隔离，所有高压直流电源间采用DC-DC变换模块隔离。

7.根据权利要求1所述的一种产生高压脉冲的装置，其特征在于，高端固态开关K1和低端固态开关K2采用MOSFET、IGBT、SiC-MOSFET、阶跃漂移恢复二极管、阶跃恢复二极管或延迟击穿二极管。

8.权利要求1-7中任意一项所述的一种产生高压脉冲的装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，低压电源模块(4)给开关模块(1)、控制模块(2)和高压直流模块(3)提供工作电源；

步骤二，控制模块(2)产生开关模块(1)所需的控制信号Gm和GNDm；

步骤三，开关模块(1)开始工作，由于受控制信号Gm和GNDm的控制，每一个固态开关组SWm包含的高端固态开关K1和低端固态开关K2单独导通或同时关断；

步骤四，高压直流电源模块(4)工作，使开关模块(1)的输出端Vout产生所需的高压脉冲输出。

9.权利要求8所述的一种产生高压脉冲的装置的工作方法，其特征在于，步骤三中，若需产生一个高压脉冲，SWm开关组的高端固态开关K1导通，低端固态开关K2关断，SWm-1开关组的高端固态开关K1关断，SWi-1开关组的低端固态开关K2导通。