[发明专利]极性可调方波高压脉冲电源电路及产生双极性脉冲的控制策略

摘要

本发明公开了一种新型极性可调方波高压脉冲电源电路及产生双极性脉冲的控制策略，半桥式单极性Marx电路、H桥电路，IGBT驱动电路，信号发生电路；半桥式单极性Marx选用IGBT晶体管作为开关；H桥选用IGBT开关，将二极管串联组成IGBT反向并联二极管，将IGBT串联组成桥臂；IGBT驱动电路采用浮地驱动的设计，利用DC‑DC高压隔离电源模块，实现驱动电源与高压主回路安全隔离；信号发生电路稳定地产生脉冲源控制信号；Marx电路级联H桥实现对高压脉冲极性的调节。本发明的脉冲电源电路采用双极性脉冲控制策略，避免了复杂的动态均压设计，减小开关损耗，在该控制策略下，脉冲电源实现了良好的多负载适应性。

主权项

一种极性可调方波高压脉冲电源电路，其特征在于，包括：半桥式Marx电路、H桥电路，信号发生电路；所述半桥式Marx电路输入端连接可调高压直流电源输出端，所述可调高压直流电源输入端连接信号发生电路调压信号输出端，所述半桥式Marx电路输出端连接所述H桥电路输入端，所述H桥电路信号输入端连接信号发生电路PWM信号输出端，通过控制H桥电路正向或负向放电通道开闭的不同时序实现对高压脉冲极性的调节，所述H桥电路内部设置负载，所述H桥电路信号输出端连接探头；所述半桥式Marx电路包括：第一级半桥式Marx电路，第n级半桥式Marx电路，所述n≥2，第1级半桥式Marx电路包括：开关Tc0、开关Tc1、开关Td1，半桥式Marx电路连接可调高压直流电源Udc，所述可调高压直流电源内阻为rdc；所述内阻rdc一端连接电源Udc，所述内阻rdc另一端连接开关Tc0一端、所述开关Tc0另一端分别连接电容C1一端和开关Td1一端，所述开关Td1另一端分别连接开关Tc1一端和第n级半桥式Marx电路另一端，所述开关Tc1另一端连接电容C1另一端，所述电容C1另一端还连接电源Udc另一端和H桥电路一端，所述开关Td1一端还连接第n级半桥式Marx电路一端；第n级半桥式Marx电路包括：开关Tcn和开关Tdn、电容Cn、二极管Dcn，所述开关Td1一端连接二极管Dcn正极，所述二极管Dcn负极分别连接电容Cn一端和开关Tdn一端，所述开关Tdn另一端连接开关Tcn一端，所述开关Tcn一端分别连接H桥电路另一端，开关Tcn另一端连接电容Cn另一端，所述 电容Cn另一端还连接开关Tc1一端；所述H桥电路包括：开关H1+、开关H1‑、开关H2+、开关H2‑，所述开关H1‑一端分别连接开关H2‑一端和半桥式Marx电路一端，所述开关H2‑另一端分别连接电阻R和开关H1+一端，所述H1+另一端分别连接半桥式Marx电路另一端和开关H2+一端，所述开关H2+另一端连接电感L一端和开关H1‑另一端，电阻R、电容C和电感L依次串联；所述开关H1+、开关H1‑、开关H2+、开关H2‑分别包括：M个晶体管，所述M≥3，所述M个晶体管依次串联。