[发明专利]一种可调脉宽的磁压缩电源

说明书

本发明属于电源技术领域，提供了一种可调脉宽的磁压缩电源，由低压和高压两部分组成。低压部分主要有主储能电容、主开关；高压部分有可饱和变压器、磁开关、储能电容器和可调电感。高压与低压部分之间主要通过可饱和变压器将低压部分的能量耦合到高压部分，可饱和变压器的原边一端与低压部分的主储能电容器相连，另一端与主开关相连，副边的一端与高压部分的储能电容相连，另一端与可调电感相连。本发明的可调脉宽的磁压缩电源可以控制脉冲的宽度、脉冲的重复频率。

技术领域

本发明涉及一种可调脉宽的磁压缩电源，属于电源技术领域。

背景技术

传统的高重复频率、长寿命纳秒脉冲发生器后者是基于电容储能和闭合开关，或者是基于电感储能和断路开关。而基于磁开关的磁脉冲压缩技术是脉冲功率技术的领域近年来很活跃的一个研究方向。

磁脉冲压缩(Magnetic Pulse Compress，MPC)技术有效地克服了火花间隙、闸流管、晶闸管等大功率器件开关性能的不足给脉冲功率系统带来的限制。Melville于1951年首次提出，利用可饱和电抗器(磁开关)作为开关元件以产生大功率脉冲(Melville WS.The use of saturable reactor as discharge devices for pulse generators[J].Journal of the Institution of Electrical Engineers Part 3：Radio andCommunication Engineering，1951，9(3)：185-205。)。由于磁脉冲压缩器是固态脉冲压缩装置，不含气体放电部件，不需要形成放电等离子体通道，没有电极侵蚀，也不存在放电恢复时间，因而具有非常长的寿命。

近年来一种新颖的磁脉冲压缩网络的应用使得困扰已久的磁开关复位问题得以解决，使得磁开关能够达到很高的重复率。因此，目前磁脉冲压缩技术已应用于许多高重复率、高可靠性、长寿命、高平均功率的气体脉冲激光器、高压除尘设备及加速器系统中。

发明内容

本发明目的在于提出一种可调脉宽的磁压缩电源，实现对输出的脉冲宽度可调。

本发明可调脉宽磁压缩电源由低压和高压两部分组成。低压部分主要有主储能电容、主开关；高压部分有可饱和变压器、磁开关、储能电容器和可调电感。高压与低压部分之间主要通过可饱和变压器将低压部分的能量耦合到高压部分，可饱和变压器的原边一端与低压部分的主储能电容器相连，另一端与主开关相连，副边的一端与高压部分的储能电容相连，另一端与可调电感相连。

所述的低压部分的主开关由驱动电路控制，而驱动电路连接有光电转换模块和脉冲发生器。脉冲发生器采用arm芯片，产生脉宽、频率、个数的脉冲，产生的脉冲通过光电转换模块把电信号转换成光信号，再将光信号转换成电信号，此电信号输出到驱动电路，产生触发脉冲控制主开关的导通与关断。将主储能电容上的能量通过可饱和变压器传输到高压部分。

所述的高压部分将从低压部分传输过来的能量，通过磁开关的饱和，把能量传输到负载，从而实现脉冲的压缩。可饱和变压器和磁开关都是采用非晶态金属环形磁芯，可饱和变压器采用2^#磁芯变比为1：50，原副边绕组为双层绕线采用0.1mm厚的聚四氟膜做隔离层，各30匝。磁开关的采用7^#磁芯，匝数为13。

本发明的有益效果：本发明可以控制脉冲的宽度、脉冲的重复频率。

附图说明

图1为可调脉宽的磁压缩电源的电路图；

图中：100为220V交流供电系统、101整流桥、102充电电阻、103初级电容、104二极管、105电感、106主开关、107主储能电容、108可饱和变压器、109第一储能电容、110第二储能电容、111脉冲发生器、112光电转换模块、113驱动电路、114可调电感、115磁开关、116负载。

具体实施方式