[发明专利]电容自充电脉冲电源电路及脉冲电源

说明书

本申请提供了一种电容自充电脉冲电源电路及脉冲电源。脉冲电源电路包括初级电源、第一可控单向导通电路、第一电感、第二电感、第二可控单向导通电路、能量转换电容、第一单向导通电路和第二单向导通电路。第一可控单向导通电路的阳极与初级电源的正极电连接。第一可控单向导通电路的阴极与第一电感的第一端、第二可控单向导通电路的阴极和第一单向导通电路的第一端电连接。能量转换电容的第一端与第二可控单向导通电路的阳极和第一单向导通电路的第二端电连接。能量转换电容的第二端与第一电感的第二端、第二电感的第一端和第二单向导通电路的第一端电连接。第二电感的第二端与初级电源的负极电连接，第二电感与第一电感的异名端相连。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，特别是涉及电容自充电脉冲电源电路及脉冲电源。

背景技术

电磁发射是以电磁力加速物体的新兴技术。与传统发射技术相比，电磁发射具有能量效率高、控制精度高和响应速度快等优势。随着科学技术(特别是材料科学、计算机控制技术和电力电子技术)的不断发展，电磁发射技术的实用化进程不断加速。电磁发射装置一般由发射器、被发射组件和脉冲电源构成。脉冲电源一般需要在毫秒级时间内提供兆安级脉冲电流和兆焦级脉冲能量。用于电磁发射的脉冲电源一般由初级电源、中间储能环节和脉冲形成网络三部分构成。初级电源在较长时间内为中间储能环节充电，充电完成之后，中间储能环节在较短时间内将能量传递给脉冲形成网络，脉冲形成网络通过快速压缩转换向负载输出高功率脉冲电流。

对于中间储能环节而言，常见的储能形式有电容储能、电感储能和机械储能。电感储能型脉冲电源的基本拓扑分为两大类：其一是XRAM电路，最早由Werner Koch等人于1967年提出，利用电流串充并放的方式实现电流倍增。另一种是Meat Grinder类电路，其利用的电流倍增原理是磁通压缩效应。

以Meat Grinder with SECT为代表的Meat Grinder类电路实现了良好的性能。早期Meat Grinder、STRETCH Meat Grinder使用IGCT等全控器件作为主开关，体积大，且开通瞬间开关两端电压极高。近期STRETCH Meat Grinder with ICCOS、Meat Grinder withSECT、Meat Grinder with CPFU等电路靠辅助关断电容提供反压来辅助主开关关断，并大幅降低了其开通电压，但仍存在以下严缺陷：在每次触发放电之前，需要花费较长时间对辅助关断电容进行预充电，严重制约了电源的重复触发频率。

发明内容

基于此，有必要针对现有电感储能型脉冲电源因预充电导致的重复触发受限问题，提供一种电容自充电脉冲电源电路及脉冲电源。

一种电容自充电脉冲电源电路，包括：初级电源、第一可控单向导通电路、第一电感、第二电感、第二可控单向导通电路、能量转换电容、第一单向导通电路和第二单向导通电路；

所述第一可控单向导通电路的阳极与所述初级电源的正极电连接，所述第一可控单向导通电路的阴极分别与所述第一电感的第一端、所述第二可控单向导通电路的阴极和所述第一单向导通电路的第一端电连接；

所述能量转换电容的第一端分别与所述第二可控单向导通电路的阳极和所述第一单向导通电路的第二端电连接，所述能量转换电容的第二端分别与所述第一电感的第二端、所述第二电感的第一端和所述第二单向导通电路的第一端电连接，所述第二单向导通电路的第二端用于连接负载；

所述第二电感的第二端与所述初级电源的负极电连接，且所述第二电感与所述第一电感的异名端相连；

所述第一单向导通电路用于控制电流沿所述第一单向导通电路的第一端流向所述第一单向导通电路的第二端，所述第二单向导通电路用于控制所述电流沿所述第二单向导通电路的第二端流向所述第二单向导通电路的第一端。

在其中一个实施例中，触发导通所述第一可控单向导通电路，所述初级电源为所述能量转换电容充电；