脉冲高压发生电路制造技术

本发明专利技术提供了一种脉冲高压发生电路，包括交流电压源、整流模块、倍压模块以及负载模块；所述交流电压源通过整流模块整流后对倍压模块进行充电，到达指定电压峰值后，对负载模块放电。本发明专利技术提供的脉冲高压发生电路中的晶闸管体积小控制方便，电路易于制作，且成本较低；通过改变不同晶闸管的状态，改变电解电容的连接关系，并能够通过增加倍压模块满足不同等级的电压需求，通用性较强，并且每个晶闸管所需承受的电压不超过电网电压的幅值，电路稳定性更好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种脉冲高压发生电路，包括交流电压源、整流模块、倍压模块以及负载模块；所述交流电压源通过整流模块整流后对倍压模块进行充电，到达指定电压峰值后，对负载模块放电。本专利技术提供的脉冲高压发生电路中的晶闸管体积小控制方便，电路易于制作，且成本较低；通过改变不同晶闸管的状态，改变电解电容的连接关系，并能够通过增加倍压模块满足不同等级的电压需求，通用性较强，并且每个晶闸管所需承受的电压不超过电网电压的幅值，电路稳定性更好。【专利说明】脉冲高压发生电路
本专利技术涉及电力电子变换
，具体地，涉及一种脉冲高压发生电路。
技术介绍
易于实现高能化的高电压技术在污水处理过程中的应用已经相当成熟，在气水相间的混合系统中施加高压脉冲，气体产生电晕放电，电晕放电产生离子和高温的电子，电晕放电产生的臭氧对污水进行杀菌消毒，放电产生的紫外线对水滴起光化学处理的作用，它们的共同作用使得工业污水能够得到快速的净化。传统的Marx脉冲高压发生电路电容并联充电，而后通过球隙的击穿实现电容串联放电，实现脉冲高压输出。这种方法能够产生高电压等级的脉冲电压，但由于球隙的体积较大必然装置的体积和质量较大，因此将这种装置在污水处理系统中广泛应用不太可能。Ju-Won Baek等利用IGBT串联设计得到了一个马克思型高压脉冲发生器，每级均由IGBT、功率二极管、电感和电容组成，实现了 20kV/300A，脉宽为5微秒的瞬时脉冲输出。由于大电感较难绕制且的多级串联存在较多的技术难点，因此装置的制作较难；由于IGBT的价格较高，而要实现高压输出必须要串联较多倍压模块，导致装置的成本高，较难占据市场。2013年电机工程学报的这篇文章，通过直流电源给脉冲变压器T的原边串联电容Cl充电，然后原边电容Cl通过晶闸管SCR的导通形成新的回路，对脉冲变压器原边绕组放电，通过电磁耦合在副边电容C2上产生一个振荡高压。这种电路能够产生纳秒级的脉冲高压，但是由于用到了变压器导致体积较大，且需要考虑铁芯磁饱和等问题。综合以上，对脉冲高压发生电路现有电路结构的分析发现，目前阶段仍然需要推出可模块化、体积小、价格低的新型整流电路，如今晶闸管的制作工艺已经相对成熟，控制简单且价格也较为低廉，将晶闸管运用到脉冲高压发生电路中便于制作和控制，且能够降低装置的成本，使其能够较为广泛的普及。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种脉冲高压发生电路。根据本专利技术提供的脉冲高压发生电路，包括交流电压源、整流模块、倍压模块以及负载模块;所述交流电压源通过整流模块整流后对倍压模块进行充电，到达指定电压峰值后，对负载模块放电。优选地，所述整流模块包括四个功率二极管Dl、二极管D2、二极管D3、二极管D4，交流电压源的一端分别连接至二极管Dl的正极、二极管D2的负极，所述交流电压源的另一端分别连接至二极管D3的正极、二极管D4的负极，且所述二极管D1、二极管D3的负极相连构成整流模块的正输出端并连接至倍压模块的正充电端;所述二极管D2、二极管D4的正极相连构成整流模块的负输出端并连接至倍压模块的负充电端。优选地，所述倍压模块包括:若干个依次串联的倍压单元；所述倍压单元包括:电容、第一晶闸管、第二晶闸管、第三晶闸管，电容的正极分别连接至第一晶闸管、第三晶闸管的正极并构成倍压单元的正充电端；电容的负极连接至第一晶闸管的负极并构成倍压单元的负充电端;所述第一晶闸管的正极构成倍压单元的第一输出端;所述第三晶闸管的正极构成倍压单元的第二输出端。优选地，多个倍压单元依次串联构成倍压模块，即上一级倍压单元的第一输出端连接下一级倍压单元的正充电端，上一级倍压单元的第二输出端连接下一级倍压单元的负充电端；其中，末级倍压单元，包括:末级电容，所述末级电容的正极连接至上一级上一级倍压单元的第一输出端和连接至负载模块的一端，所述末级电容的负极连接至上一级倍压单元的第二输出端，负载模块的另一端连接至初级倍压模块的负充电端。优选地，当电容处于充电状态时，倍压模块中的各个第三晶闸管处于截止状态，且各个第一晶闸管、第二晶闸管处于导通状态，倍压模块中的电容呈并联关系，交流电压源给倍压模块中的电容充电；当电容处于放电状态时，倍压模块中的各个第三晶闸管处于导通状态，且各个第一晶闸管、第二晶闸管处于截止状态，倍压模块中的电容呈串联关系，倍压模块中的电容给负载模块提供脉冲高压。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果:1、本专利技术提供的脉冲高压发生电路中的晶闸管体积小控制方便，电路易于制作，且成本较低;通过改变不同晶闸管的状态，改变电解电容的连接关系，整体电路结构紧凑，易于模块化加工。2、本专利技术提供的脉冲高压发生电路能够通过增加倍压模块满足不同等级的电压需求，通用性较强，并且每个晶闸管所需承受的电压不超过电网电压的幅值，电路稳定性更好。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为三级脉冲高压发生电路结构示意图；图2为η级脉冲高压发生电路结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的脉冲高压发生电路，包括:交流电压源、整流模块、倍压模块以及负载模块;所述交流电压源通过整流模块整流后对倍压模块进行充电，到达指定电压峰值后，对负载模块放电。所述整流模块包括四个功率二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，交流电压源的一端分别连接至二极管Dl的正极、二极管D2的负极，所述交流电压源的另一端分别连接至二极管D3的正极、二极管D4的负极，且所述二极管D1、二极管D3的负极相连构成整流模块的正输出端并连接至倍压模块的正充电端;所述二极管D2、二极管D4的正极相连构成整流模块的负输出端并连接至倍压模块的负充电端。所述倍压模块包括:若干个依次串联的倍压单元；所述倍压单元包括:电容(如图1中的Cl)、第一晶闸管(如图1中的TYl)、第二晶闸管(如图1中的TY3)、第三晶闸管(如图1中的TY5)，电容的正极分别连接至第一晶闸管、第三晶闸管的正极并构成倍压单元的正充电端；电容的负极连接至第一晶闸管的负极并构成倍压单元的负充电端;所述第一晶闸管的正极构成倍压单元的第一输出端;所述第三晶闸管的正极构成倍压单元的第二输出端。多个倍压单元依次串联构成倍压模块，即上一级倍压单元的第一输出端连接下一级倍压单元的正充电端，上一级倍压单元的第二输出端连接下一级倍压单元的负充电端；其中，末级倍压单元，包括:末级电容，所述末级电容的正极连接至上一级上一级倍压单元的第一输出端和连接至负载模块的一端，所述末级电容的负极连接至上一级倍压单元的第二输出端，负载模块的另一端连接至初级倍压模块的负充电端。当电容处于充电状态时，倍压模块中的各个第三晶闸管处于截止状态，且各个第一晶闸管、第二晶闸管处于导通状态，倍压模块中的电容呈并联关系，交流电压源给倍压模块中的电容充电；当电容处于放电状态时，倍压模块中的各个第三晶闸管处于导通状态，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲高压发生电路，其特征在于，包括交流电压源、整流模块、倍压模块以及负载模块；所述交流电压源通过整流模块整流后对倍压模块进行充电，到达指定电压峰值后，对负载模块放电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，刘晨蕾，王天风，邢凯鹏，董娅韵，杨喜军，唐厚君，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31