毫秒级的能量传递电路制造技术

一种毫秒级能量传递电路，包括初级能源、能量传递回路、负载电容、高压测量电路和闭环控制电路。本发明专利技术采用脉冲功率技术、高压开关技术和精确测量控制技术，输出高电压，毫秒级时间给负载电容能量泵浦，相比较传统的能量传递电路，可实现给大容量电容的毫秒级能量泵浦；同时高压测量电路及闭环控制电路对高压开关的精确控制，按照用户对电压需求，实现对输出负载电容精确能量泵浦。

Millisecond energy transfer circuit

【技术实现步骤摘要】
毫秒级的能量传递电路
本专利技术涉及高压能量传递电路，尤其是涉及一种毫秒级的能量传递电路，用于惯性约束、高速动能产生和脉冲功率等领域。
技术介绍
传统的能量传递电路采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整技术，具有效率高、操作简单等特点。能量传递电路内部电力器件包括脉冲变压器、电感、电容器和半导体开关器件等，而传统的能量传递电路的输出峰值功率受限于脉冲变压器的漏感和半导体开关器件的载流能力，不能实现毫秒级对大容量电容负载高压能量泵浦。脉冲功率技术，就是将缓慢储存起来的具有较高密度的能量，进行快速压缩，转换或者直接释放给负载的电物理技术。其实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内的高峰值功率输出，可以在很短的时间内产生极高的电压、极高的温度，它可以将粒子加速到很高的速度，可产生极大的力量，也可远距离探测目标等。被广泛应用在国防科研、高新技术研究和民用工业等诸多领域中。脉冲功率技术的基本原理是：将前端注入的能量，压缩到极短时间内输出，就可以增大输出功率。根据脉冲功率技术的基本原理，将前端注入大能量，利用高压开关技术将能量传输给负载电容器，可实现毫秒级给大容量负载电容高压能量泵浦。高压开关技术具有回路简单，过流能力强，极短时间内的高功率输出，生产安装方便等优势，所以本专利技术采用脉冲功率技术和高压开关技术，来制造一种实现毫秒内给大容量电容器能量泵浦、便于生产的毫秒级能量传递电路。
技术实现思路
本专利技术提供一种毫秒级能量传递电路，采用功率脉冲技术和高压开关技术，以实现毫秒内给大容量电容器能量泵浦的目的。本专利技术技术解决方案如下：一种毫秒级能量传递电路,其特点在于，包括初级能源、毫秒级能量传递电路、负载电容器组、高压测量电路和闭环控制电路，所述的毫秒级能量传递电路包括依次连接的高压开关和脉冲成形电感，所述的高压开关的另一端与所述的初级能源的一端相连，所述的脉宽成形电感的另一端与所述负载电容器组的一端相连；所述的初级能源的一端经所述能量传递电路与所述的负载电容器组的一端相连，所述的初级能源组的另一端直接与所述的负载电容器组的另一端相连；所述的负载电容器组的两端分别连接所述的高压测量电路的两端；所述的高压测量电路由串联的电容和串联电阻并联构成，所述的电容分别为高压电容和普通电容，所述的电阻分别为高压高精度低温漂电阻和高精度低温漂电阻，两个电阻和两个电容的中心点短路构成第三个端口，高压测量电路的两端分别连接负载电容器组的两端，第三个端口与所述的闭环控制电路的比较器的正输入端相连，比较器的负输入端与用户设置端相连，比较器的输出端与所述的高压开关驱动器的输入端相连；所述的闭环控制电路由高压开关、限流电阻、高压开关驱动器和比较器组成，所述的高压开关的正极和限流电阻一端串联，所述的高压开关的负极与所述的高压开关和脉冲成形电感的连接点相连，所述的限流电阻的另一端与所述的脉宽成形电感的另一端连接，所述的高压开关驱动器的输出端与所述的高压开关的控制端相连。所述的初级能源采用高压油浸电容器、高压金属薄膜电容器、铝空气电池、超级电容器或锂电池。可选地，所述高压开关采用晶闸管模块。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用功率脉冲技术和高压开关技术，可实现给大容量电容器组毫秒级高压能量泵浦，相比于传统的能量传递电路，相同能量传输下，能量传递时间大大缩短，且在能量传递电路运行期间，可完全与电网隔离，可实现移动式(例如车载)能量泵浦运行模式。附图说明图1是本专利技术毫秒级能量传递电路的原理框图；图2是本专利技术毫秒级能量传递电路的电路原理图；图3是本专利技术能量传递电路的电路示意图；图4是本专利技术闭环控制电路示意图；图5是本专利技术能量传递电路电压波形示意图；图6是本专利技术能量传递电路电流波形示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但不以此限制本专利技术的保护范围。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参见图1，由图可见，本专利技术毫秒级能量传递电路,包括初级能源1、毫秒级能量传递电路2、负载电容器组3、高压测量电路4和闭环控制电路5，参见图3，所述的毫秒级能量传递电路2包括依次连接的高压开关22和脉冲成形电感23，所述的高压开关22的另一端与所述的初级能源1的一端相连，所述的脉宽成形电感23的另一端与所述负载电容器组3的一端相连；所述的初级能源1的一端经所述能量传递电路2与所述的负载电容器组3的一端相连，所述的初级能源1的另一端直接与所述的负载电容器组3的另一端相连；所述的负载电容器组3的两端分别连接所述的高压测量电路4的两端；所述的高压测量电路4由串联的电容和串联电阻并联构成，所述的电容分别为高压电容和普通电容，所述的电阻分别为高压高精度低温漂电阻和高精度低温漂电阻，两个电阻和两个电容的中心点短路构成第三个端口，高压测量电路4的两端分别连接负载电容器组3的两端，第三个端口与所述的闭环控制电路5的比较器54的正输入端相连，比较器54的负输入端与用户设置端相连，比较器54的输出端与所述的高压开关驱动器53的输入端相连；参见图4，所述的闭环控制电路5由高压开关51、限流电阻52、高压开关驱动器53和比较器54组成，所述的高压开关51的正极和限流电阻52一端串联，所述的高压开关51的负极与所述的高压开关22)和脉冲成形电感23的连接点相连，所述的限流电阻52的另一端与所述的脉宽成形电感23的另一端连接，所述的高压开关驱动器53的输出端与所述的高压开关51的控制端相连。所述的初级能源1采用高压油浸电容器、高压金属薄膜电容器、铝空气电池、超级电容器或锂电池。高压测量电路4的测量值连接闭环控制电路5。初级能源1将储存的能量由闭环控制电路5控制能量传递电路2中的高压开关21输送至负载电容器组3，能量传递电路2将能量转化为毫秒级的高压脉冲输送给负载电容器组3。本实施例中，负载电容器组3包括多个并联的高压电容31，负载电容器组3两端分别与高测量回路4两端相连，同时连接能量传递电路2的脉宽成形电感23一端和初级能源1一端。本实施例中，高压测量回路4由高压电容41、电容42、高压高精度低温漂电阻43、高精度电阻44串并联而成，高测量回路4有3个端口，其中两端分别与负载电容器组3相连，另一端作为测量值输出端与闭环控制电路5的比较器相连。本实施例中，高压开关22和高压开关51为半导体器件，采用晶闸管；初级能源1采用高压油浸电容器、高压金属薄膜电容器、铝空气电池、超级电容器或锂电池。通过以下说明进一步的认识本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫秒级能量传递电路,其特征在于，包括初级能源(1)、毫秒级能量传递电路(2)、负载电容器组(3)、高压测量电路(4)和闭环控制电路(5)；/n所述的毫秒级能量传递电路(2)包括依次连接的高压开关(22)和脉冲成形电感(23)，所述的高压开关(22)的另一端与所述的初级能源(1)的一端相连，所述的脉宽成形电感(23)的另一端与所述负载电容器组(3)的一端相连；/n所述的初级能源(1)的一端经所述能量传递电路(2)与所述的负载电容器组(3)的一端相连，所述的初级能源(1)的另一端直接与所述的负载电容器组(3)的另一端相连；/n所述的负载电容器组(3)的两端分别连接所述的高压测量电路(4)的两端；/n所述的高压测量电路(4)由串联的电容和串联电阻并联构成，所述的电容分别为高压电容和普通电容，所述的电阻分别为高压高精度低温漂电阻和高精度低温漂电阻，两个电阻和两个电容的中心点短路构成第三个端口，高压测量电路(4)的两端分别连接负载电容器组(3)的两端，第三个端口与所述的闭环控制电路(5)的比较器(54)的正极输入端相连，比较器(54)的负极输入端与用户设置端相连，比较器(54)的输出端与所述的高压开关驱动器(53)的输入端相连；/n所述的闭环控制电路(5)由高压开关(51)、限流电阻(52)、高压开关驱动器(53)和比较器(54)组成，所述的高压开关(51)的负极和限流电阻(52)一端串联，所述的高压开关(51)的正极与所述的高压开关(22)和脉冲成形电感(23)的连接点相连，所述的限流电阻(52)的另一端与所述的脉宽成形电感(23)的另一端连接，所述的高压开关驱动器(53)的输出端与所述的高压开关(51)的控制端相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种毫秒级能量传递电路,其特征在于，包括初级能源(1)、毫秒级能量传递电路(2)、负载电容器组(3)、高压测量电路(4)和闭环控制电路(5)；
所述的毫秒级能量传递电路(2)包括依次连接的高压开关(22)和脉冲成形电感(23)，所述的高压开关(22)的另一端与所述的初级能源(1)的一端相连，所述的脉宽成形电感(23)的另一端与所述负载电容器组(3)的一端相连；
所述的初级能源(1)的一端经所述能量传递电路(2)与所述的负载电容器组(3)的一端相连，所述的初级能源(1)的另一端直接与所述的负载电容器组(3)的另一端相连；
所述的负载电容器组(3)的两端分别连接所述的高压测量电路(4)的两端；
所述的高压测量电路(4)由串联的电容和串联电阻并联构成，所述的电容分别为高压电容和普通电容，所述的电阻分别为高压高精度低温漂电阻和高精度低温漂电阻，两个电阻和两个电容的中心点短路构成第三个端...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丽，潘峰，董凡，陈宇渊，
申请(专利权)人：上海激光电源设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31