[发明专利]一种双脉冲电源及其工作方法

权利要求书

1.一种双脉冲电源，其特征在于，包括第一低电压回路、第二低电压回路、时序控制单元（7）、脉冲变压器、次级高压电容器（14）和磁压缩网络（17）；脉冲变压器包括初级绕组（12）和次级绕组（13）；

第一低电压回路包括第一路电源模块（1）、第一路充电电阻（3）、第一路初级储能电容器（5）、第一路主开关（8）及第一路续流二极管（10）；第一路电源模块（1）、第一路充电电阻（3）、第一路初级储能电容器（5）三者串联连接，第一路主开关（8）的阳极连接第一路初级储能电容器（5）的正极，第一路主开关（8）的阴极连接脉冲变压器的初级绕组（12），第一路续流二极管（10）反向并联在第一路主开关（8）的两端；

第二低电压回路包括第二路电源模块（2）、第二路充电电阻（4）、第二路初级储能电容器（6）、第二路主开关（9）及第二路续流二极管（11）；第二路电源模块（2）、第二路充电电阻（4）、第二路初级储能电容器（6）三者串联连接，第二路主开关（9）的阳极连接第二路初级储能电容器（6）的正极，第二路主开关（9）的阴极连接脉冲变压器的初级绕组（12），第二路续流二极管（11）反向并联在第二路主开关（9）两端；

脉冲变压器的初级绕组（12）和次级绕组（13）共地连接；

第一路主开关（8）和第二路主开关（9）采用可控半导体开关；

第一路续流二极管（10）和第二路续流二极管（11）均与初级绕组（12）连接；次级绕组（13）通过整流二极管（15）串联在次级高压电容器（14）的高压端；

时序控制单元（7）的输出端分别与第一路主开关（8）和第二路主开关（9）连接；

磁压缩网络（17）通过充电电感（16）并联在次级高压电容器（14）两侧。

2.根据权利要求1所述的一种双脉冲电源，其特征在于，磁压缩网络（17）包括若干个阶数的磁压缩单元，每个磁压缩单元包括储能电容器、磁开关和充电电容器，储能电容器和充电电容器通过磁开关连接；

上一阶磁压缩单元的充电电容器同时作为下一阶磁压缩单元的储能电容器。

3.根据权利要求2所述的一种双脉冲电源，其特征在于，磁开关达到磁饱和状态时的电感小于充电电感（16）的电感值。

4.根据权利要求1所述的一种双脉冲电源，其特征在于，第一路电源模块（1）、第二路电源模块（2）及脉冲变压器共地连接。

5.根据权利要求1所述的一种双脉冲电源，其特征在于，时序控制单元（7）的控制芯片采用AVR单片机。

6.根据权利要求1所述的一种双脉冲电源，其特征在于，脉冲变压器采用Tesla变压器。

7.根据权利要求1所述的一种双脉冲电源，其特征在于，第一路储能电容器（5）和初级绕组（12）构成初级谐振回路，次级绕组（13）和次级高压电容器（14）构成次级谐振电路。

8.权利要求1-7任意一项所述双脉冲电源的工作方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、第一路储能电容器（5）由第一路电源模块（1）经第一路充电电阻（3）充电至预设电压值；第二路储能电容器（6）由第二路电源模块（2）经第二路充电电阻（4）充电至预设电压值；

S2、时序控制单元（7）向第一路主开关（8）发送触发电压信号，触发第一路主开关（8）导通；

S3、第一路储能电容器（5）通过第一路主开关（8）向初级绕组（12）放电，第一路储能电容器（5）和初级绕组（12）构成初级谐振回路；

电流流经初级绕组（12）时，在次级绕组（13）中产生感应电流，感应电流流经次级高压电容器（14）时，对次级高压电容器（14）进行充电，在次级高压电容器（14）中产生高电压，次级绕组（13）和次级高压电容器（14）构成次级谐振电路；

输出电压经过整流二极管（15）整流后得到单极性高电压脉冲，整流后的单极性电压脉冲继续通过充电电感（16）对磁压缩网络（17）进行充电，至此，第一个高电压脉冲的产生完成；

S4、经过预设的时间间隔，时序控制单元（7）向第二路主开关（9）发送触发电压信号，触发第二路主开关（9）导通；

S5、第二路储能电容器（6）通过第二路主开关（9）向初级绕组（12）放电，第二路储能电容器（6）和初级绕组（12）构成初级谐振回路；

电流流经初级绕组（12）时，在脉冲变压器次级绕组（13）中产生感应电流，感应电流流经次级高压电容器（14）时，对次级高压电容器（14）进行充电，在次级高压电容器（14）中产生高电压，脉冲变压器次级绕组（13）和次级高压电容器（14）构成次级谐振电路；

输出电压经过整流二极管（15）整流后得到单极性高电压脉冲，整流后的单极性电压脉冲继续通过充电电感（16）对磁压缩网络（17）进行充电，至此，第二个高电压脉冲的产生完成；一个完整的双脉冲产生周期结束；

S6、等待特定时间后，重复S1-S5，开始下一个双脉冲产生周期。