[发明专利]一种高电压任意波形发生器的实现方法

权利要求书

1.一种高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：采用前后级放大模式，前级采用线性功率放大模式，后级采用数字功率放大器的IGBT串联模式共同实现任意波形高电压的放大输出；具体实现方法包括如下步骤：

S1、构建由上位机、信号发生系统、正负信号传输隔离模块、正负信号放大模块、IGBT串联模块以及正负电源模块几部分共同组成的测试系统；

S2、由上位机生成测试电压波形数据后，将数据传输给信号发生系统；

S3、信号发生系统将数字信号转为小模拟量电压信号作为功率放大器的输入电压；

S4、由正负信号传输隔离模块隔离输入小电压信号与输出高电压信号；

S5、通过正负信号放大模块将小电压信号通过两级放大；

S6、由正负电源模块提供整个系统的最高电压，最后通过步骤S5放大的电压信号驱动IGBT串联模块输出带有能量的高电压。

2.根据权利要求1所述的高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：所述测试系统中，所述上位机采用C语言编程，用于生成直流电压信号、高频电压信号、阶跃电压信号以及交直流叠加的电压信号，同时也可根据现场录波数据后进行录波导入后回放。

3.根据权利要求1所述的高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：所述测试系统中，所述信号发生系统采用FPGA与PowerPC的双CPU架构；

其中，PowerPC用于负责与上位机通讯，并根据上位机配置新生成测试用的离散数字信号，并将离散数字信号打包送至FPGA；

FPGA用于控制DAC芯片将数字信号转换为小电压模拟信号。

4.根据权利要求1所述的高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：所述测试系统中，正负信号传输隔离模块用于实现输入小电压信号与输出高电压信号之间的隔离，其采用光敏器件输入端电光转换，输出端再进行光电转换，中间采用光纤传输，输出后端加上运算放大器将信号放大同时具有一定的驱动能力，用于实现模拟量小电压信号的传输隔离驱动。

5.根据权利要求1所述的高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：所述测试系统中，正负信号放大模块为前级放大模式，采用线性功率放大器，通过调节输入与输出电阻值来实现电压信号的放大与驱动。

6.根据权利要求1所述的高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：所述测试系统中，IGBT串联模块为后级放大模式，采用多级高速IGBT串联模式，由若干IGBT串联功率管串联构成。

7.根据权利要求1所述的高电压任意波形发生器的实现方法，其特征在于：所述测试系统中，正负电源模块采用220V交流电源输入，对电源进行整流后转成48V直流，再通过高频隔离放大串联的方式实现正负60kV电压直流输出。