[发明专利]一种大电流脉冲式电感储能电源处理器

说明书

本发明涉及一种大电流脉冲式电感储能电源处理器，包括电源转换模块、储能放电模块、脉冲控制模块、开关驱动模块，电源模块；电源转换模块包括储能模块电源转换器、开关驱动模块电源转换器、脉冲控制模块电源转换器；储能放电模块包括电容、电感、可控开关、电阻；脉冲控制模块包括微控制器、数字显示面板、按键输入面板、测量输入端子、脉冲输出端子；开关驱动模块包括光耦隔离电路、可控开关驱动电路、可控开关调节电阻。具有小型化，模块化，成本低等优点，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明属于特种电源领域，具体涉及一种大电流脉冲式电感储能电源处理器。

背景技术

目前，在等离子体脉冲电源方面，多数以电容方式储能，受电容工艺特点，导致储能系统占有体积大，重量大、小型化难度高。在便携式脉冲电源方面，亟需小型化、模块化的电源处理模块，要求电流大，升压范围宽，并且需要具备频率、占空比等灵活调整的能力，此外组件可更换，便于功能组合。

随着电磁材料的快速发展，电感储能发展迅速。电感储能相比于电容储能的能量密度比高、体积小、重量轻、易小型化，具备较高的能量利用率和脉冲功率，广泛应用于等离子体物理、等离子体医疗、等离子体废水处理、强激光、电磁辐射等领域。

发明内容

为了解决上述采用电容储能的电源装置存在的问题，本发明提出了一种大电流脉冲式电感储能电源处理器。本发明的特点是：通过电感和可控开关组成的升压电路，瞬间将低压提升数十到数百倍以上，促使下一级负载的等离子体放电；电感储能，能量利用率高且体积小、重量轻；采用微控制器产生脉冲，占空比、频率均可调；可控开关，如IGBT等，在栅极串联电阻，使得通断时间可调，效率高；整个储能电源装置采用模块化设计方法，接口统一，可有效提升处理模块的系列化程度。

一种大电流脉冲式电感储能电源处理器，包括电源转换模块、储能放电模块、脉冲控制模块、开关驱动模块；电源转换模块包括储能模块电源转换器、开关驱动模块电源转换器、脉冲控制模块电源转换器；储能放电模块包括电容、电感、可控开关、电阻；脉冲控制模块包括微控制器、按键输入面板、数字显示面板、脉冲输出端子、测量输入端子；开关驱动模块，包括光耦隔离电路、可控开关驱动电路、可控开关调节电阻；电源模块，为电源处理模块提供电力。

其中，储能模块电源转换器、开关驱动模块电源转换器、脉冲控制模块电源转换器的输入端均与电源模块相连，以接收电源模块的电力，储能模块电源转换器的输出端与电容连接，开关驱动模块电源转换器的输出端与可控开关驱动电路的输入端相连，脉冲控制模块电源转换器的输出端与微控制器的输入端相连，以提供电力；电感与可控开关、电阻串联后，再与电容并联，所述电阻的输出端与负载连接，输出脉冲高电压；微控制器与按键输入面板、数字显示面板、脉冲输出端子以及测量输入端子连接，微控制器可产生脉宽调制矩形波PWM和控制信号，脉宽调制矩形波PWM可通过脉冲输出端子输出，PWM矩形波和控制信号经过光耦隔离电路输入到可控开关驱动电路上，经过可控开关驱动电路与可控开关调节电阻串联的电路输出到可控开关的控制端，用于控制可控开关的通断，电阻与测量输入端子连接，用于测量计算出可控开关的瞬时电流并反馈给微控制器。

在一些优选实施例中，所述一种大电流脉冲式电感储能电源处理器中，电源转换模块可提供不同电压值的电源。

在一些优选实施例中，所述一种大电流脉冲式电感储能电源处理器中，所述电源转换模块提供的电压范围是3.3～27V，尤其可提供3.3V、5V、12V、15V或27V等5类标准电压。

在一些优选实施例中，所述一种大电流脉冲式电感储能电源处理器中，数字显示面板、按键输入面板可以即插即用。

在一些优选实施例中，所述一种大电流脉冲式电感储能电源处理器中的，所述储能放电模块电感值在10uH～1000uH。