[发明专利]一种高压快沿脉冲源

说明书

本发明公开了一种高压快沿脉冲源，一种能够保证稳定的电压可调直流高压输出的脉冲源电路。脉冲源包括：高压产生电路、高压开关、采样电路、控制电路以及触发电路；高压产生电路用于产生恒定的直流高压输入至高压开关；采样电路对高压开关电路的电流进行采样，获得采样信号；控制电路，用于产生设定频率的脉冲输入到触发电路；还用于产生控制信号给高压产生电路，控制信号用于调节高压产生电路的振荡频率；控制电路还用于，接收采样信号，依据采样信号设置控制信号；触发电路依据设定频率的脉冲控制高压开关的通断；高压开关在接通时对直流高压进行输出。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种高压快沿脉冲源。

背景技术

高压快沿脉冲源技术是高能脉冲激光器、X射线源等空间科技前沿技术的关键技术。近年来将脉冲激光器等送上外太空成为研究的热点，但是高压快沿脉冲源的重复频率不高(小于2KHz)，输出电压值有限(小于4KV)且不能实现严格精确控制，体积大，装置复杂，限制了其应用范围，很难满足空间设备的要求，成为了激光器等空间技术发展的瓶颈，急需研制出能满足要求的脉冲源。

星上直流供电的伏值通常都比较低，高能脉冲激光器等设备需要伏值特别高的直流电压。这种大变比的升压当前通常采用推挽电路来实现，但是推挽电路的设计比较复杂，成本比较高，由于其初级采用了2个开关管，低压大电流的输入使得电路损耗较大。为实现高升压比而采用的升压变压器会产生漏感，由此带来了损耗，次级还需加装滤波电感，进一步提高了成本。并且用传统boost升压电路来实现，高升压比不可避免，变换器变换效率较低。

高压快脉冲源的技术基础的核心是高压快开关，其中固体器件开关具有速度快、晃动小等优点，正逐步取代电真空器件成为主流。而在由固体器件构成的快脉冲源中，一般采用雪崩晶体管设计，输出脉冲可达到高幅度与快前沿，但由于器件电流驱动能力差，输出脉冲宽度较窄，虽然通过级联可以提高功率，如MARX电路，但提高有限且增加了电路的复杂性，降低了电路可靠性，不能适应外太空复杂的空间环境。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高压快沿脉冲源，是一种能够保证稳定的电压可调直流高压输出的脉冲源电路，其结构简单可靠性高，能够适应太空复杂空间环境。

本发明技术方案为：一种高压快沿脉冲源，包括：高压产生电路、高压开关、采样电路、控制电路以及触发电路。

高压产生电路用于产生恒定的直流高压输入至高压开关。

采样电路对高压开关电路的电流进行采样，获得采样信号。

控制电路，用于产生设定频率的脉冲输入到触发电路；还用于产生控制信号给高压产生电路，控制信号用于调节高压产生电路的振荡频率；控制电路还用于，接收采样信号，依据采样信号设置控制信号。

触发电路依据设定频率的脉冲控制高压开关的通断。

高压开关在接通时对直流高压进行输出。

进一步地，高压产生电路包括开关电源和倍压整流boost电路。

boost电路包括输入电容C₁、输出电容C₂、耦合电感、第一二极管D₁、第二二极管D₂以及金属氧化物半导体场效应管MOSFET T₁。

耦合电感由初级电感L₁和次级电感L₂顺次绕在同一个磁芯上构成。