[发明专利]一种平顶磁场拓扑电路及其控制方法

权利要求书

1.一种平顶磁场拓扑电路，其特征在于，包括：

由上升沿电容、第一开关、滤波电感、感性负载依次串联构成的第一放电回路；由主供电单元、第二开关、所述滤波电感、滤波电阻、感性负载依次串联构成的第二放电回路；由有源滤波器、第三开关、感性负载依次串联构成的补偿放电回路；

所述第一放电回路用于对滤波电感和感性负载放电，使感性负载电流达到平顶值；所述第二放电回路和补偿放电回路用于在感性负载电流达到平顶值后，同时对感性负载供电，以产生平顶磁场。

2.如权利要求1所述的平顶磁场拓扑电路，其特征在于，所述主供电单元为带放电开关的电容器组、三相不控整流发电机或脉冲发电机中的任意一种；

所述有源滤波器为单相buck变换器、三相buck变换器、三相boost变换器、三相boos变换器、单相buck-boost变换器、三相buck-boost变换器或直流蓄电池组中的任意一种。

3.如权利要求2所述的平顶磁场拓扑电路，其特征在于，所述主供电单元为电容器组、所述第二开关为电容器组的放电开关，且所述有源滤波器为单相buck变换器时，上升沿电容与感性负载满足以下关系式：

U_cf＝I_maxR_m；

其中，L_m、R_m分别表示感性负载的电感值与电阻值，L_f为滤波电感值；C₀为上升沿电容的电容值；U_cf为有源滤波器输出端滤波电容的初始电压；U_C0为上升沿电容的初始电压；I_max为负载电流的平顶值；C_dc为buck电路输入侧电容值，U_Cdc为其初始电压，i_buck为buck支路输出的电流，t₀和t₃分别为单个平顶脉冲开始时刻和结束时刻。

4.如权利要求1所述的平顶磁场拓扑电路，其特征在于，所述平顶磁场拓扑电路还包括分别与上升沿电容、主供电单元和有源滤波器连接的充电机，用于对上升沿电容、主供电单元和有源滤波器充电。

5.如权利要求1所述的平顶磁场拓扑电路，其特征在于，所述充电机为高压充电机。

6.如权利要求1所述的平顶磁场拓扑电路，其特征在于，所述第一开关、第二开关和第三开关均为晶闸管。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的平顶磁场拓扑电路的控制方法，其特征在于，包括：

S1，分别对上升沿电容、主供电单元、有源滤波器充电；

S2，充电完毕后，导通所述第一放电回路，以使上升沿电容对滤波电感和感性负载进行放电，直至感性负载电流达到平顶值；

S3，同时导通所述第二放电回路和补偿放电回路，使主供电单元和有源滤波器同时对感性负载供电，以产生平顶磁场。

8.如权利要求7所述的平顶磁场拓扑电路的控制方法，其特征在于，在t₁时刻同时导通所述第二放电回路和补偿放电回路，使主供电单元和有源滤波器同时对感性负载供电，以产生平顶磁场；

且t₁与L_m、R_m满足以下关系式：

其中，L_m、R_m分别表示感性负载的电感值与电阻值，L_f为滤波电感值，R_f为滤波电阻值，C₀为上升沿电容的电容值。