一种降低平顶跌落的方波脉冲电源制造技术

本实用新型专利技术提供一种降低平顶跌落的方波脉冲电源包括：高压斩波输出脉冲电源，方波脉冲电源还具有顶降补偿电路；顶降补偿电路包括：补偿电容C2、泄放负载R2、泄放开关Q2、补偿电容充电电源P2、补偿电路介入开关；当开关K闭合状态下，补偿电路不工作；高压斩波输出脉冲电源P1分两路一路连接至高压开关管Q1并连接至负载R1并连接至补偿电容充电电源P2；高压斩波输出脉冲电源P1的另一路连接储能电容C1及补偿电容C2；补偿电容C2的两端并联有开关K以及串联后的泄放开关Q2及负载R2。本实用新型专利技术实现高平坦度的高压脉冲输出。降低缩小了体积，提高了安全性；应用本电路在长脉宽脉冲电源中，极大的降低对储能电容容值的要求，尤其是在顶降要求严格的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种降低平顶跌落的方波脉冲电源
本技术涉及
，具体而言，尤其涉及一种降低平顶跌落的方波脉冲电源。
技术介绍
高压斩波型脉冲电源是依靠储能电容来储能，开关导通之后输出方波脉冲，但是当脉宽较长大于100us，电流几十A的情况下方波的顶降就变得十分明显。为了保证顶降在一定范围内最直接的办法就是提高电容的容值。由于脉冲输出的能量完全来自于电容的储能，根据电容的储能公式：其中：Q——电容中储存的能量；C——电容的容值；U——电容两端的电压；可知在电容一定的情况下电容中存储的能量与电压的平方成正比。单次输出能量为ΔQ，输出顶降为ΔU，可知如果按照顶降1％来计算，单个脉冲输出的能量与电容储能的比值约为2％。可见在顶降要求较高的情况下通过提高电容值来满足顶降要求会导致电容储能急剧增加，带来的副作用是体积的增大，同时系统的危险性也会大大提高。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种降低平顶跌落的方波脉冲电源。本技术主要利用一种降低平顶跌落的方波脉冲电源，包括：高压斩波输出脉冲电源，其特征在于：所述方波脉冲电源还具有顶降补偿电路；所述顶降补偿电路包括：补偿电容C2、泄放负载R2、泄放开关Q2、补偿电容充电电源P2、补偿电路介入开关；当开关K闭合状态下，所述补偿电路不工作。更进一步地，所述高压斩波输出脉冲电源P1分两路一路连接至高压开关管Q1并连接至负载R1并连接至所述补偿电容充电电源P2；所述高压斩波输出脉冲电源P1的另一路连接储能电容C1及补偿电容C2；所述补偿电容C2的两端并联有开关K以及串联后的泄放开关Q2及负载R2。进一步地，所述高压斩波输出脉冲电源P1及所述补偿电容充电电源P2分别对储能电容C1和补偿电容C2进行充电，所述储能电容C1为高压电容，脉冲输出阶段的全部能量来自所述储能电容C1。进一步地，所述高压开关管Q1按照预设的脉宽输出，在A点会输出包含顶降的方波电压。更进一步地，所述补偿电路的开关管按照预设的占空比进行高频的开关，逐渐释放所述补偿电容C2中的电压，加在负载上的电压为A点电压与B点电压的差，A-B电压波形即为最终的输出电压波形。较现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术实现高平坦度的高压脉冲输出(顶降低)；系统总储能降低，缩小了体积，提高了安全性；应用本电路在长脉宽脉冲电源中，可以极大的降低对储能电容容值的要求，尤其是在顶降要求严格的场合。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统的斩波型脉冲电源。图2为本技术斩波型脉冲电源示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1-2所示，本技术提供了一种降低平顶跌落的方波脉冲电源，包括：高压斩波输出脉冲电源。本技术所述的方波脉冲电源还具有顶降补偿电路；所述顶降补偿电路包括：补偿电容C2、泄放负载R2、泄放开关Q2、补偿电容充电电源P2、补偿电路介入开关；当开关K闭合状态下，所述补偿电路不工作。图2相对图1增加的部分为本技术的重点，将传统脉冲电源的顶降进行补偿。图2中右侧A点的波形为脉冲电源进行大电流输出时的电压波形，脉冲电源的本质是充电机在较长时间输出存储至储能电容中。在斩波电路导通的情况下正很短的时间以较大的电流输出，获得短时的大功率输出。而随着储能电容中电荷的流失，储能电容的电压会跌落。B电的波形是补偿电路根据需求创造出来的波形，开关管有序的导通实现对补偿电容中的电荷受控的泄放。A-B的波形是A电的电压减掉B电的电压，也就是负载两端的电压。对于负载来说，加到负载的电压就是A、B两点的压差即A减B(A-B)，最终目标是在负载上产生一个方波电压，既然避免不了A电的电压跌落，那么在B点人为的增加一个电压跌落用于补偿A点的电压跌落，这就是本技术的思路。同时因为A电的电压很高，想改变A电的电压跌落就要给电容C1注入一定量的电荷Q，由于注入能量的大小W和注入电荷量Q与电压U的乘积成正比，所以对于电压较高的电容在实时过程中无法为其注入电荷。增加补偿电容之后由于补偿电容的电压较低，注入或释放同样的电荷所消耗的能量就要低得多，实现起来也容易得多，所以才会增加补偿电容。作为本申请一种优选的实施方式，所述高压斩波输出脉冲电源P1分两路一路连接至高压开关管Q1并连接至负载R1并连接至所述补偿电容充电电源P2；所述高压斩波输出脉冲电源P1的另一路连接储能电容C1及补偿电容C2；所述补偿电容C2的两端并联有开关K以及串联后的泄放开关Q2及负载R2。在本申请中，作为优选地，所述高压斩波输出脉冲电源P1及所述补偿电容充电电源P2分别对储能电容C1和补偿电容C2进行充电，所述储能电容C1为高压电容，脉冲输出阶段的全部能量来自所述储能电容C1。在本实施方式中，所述高压开关管Q1按照预设的脉宽输出，在A点会输出包含顶降的方波电压。所述补偿电路的开关管按照预设的占空比进行高频的开关，逐渐释放所述补偿电容C2中的电压，加在负载上的电压为A点电压与B点电压的差，A-B电压波形即为最终的输出电压波形。同时作为本申请一种优选的实施方式，对于储能电容C1的确定：传统脉冲电源中储能电容C1的确定方法为，根据脉冲电压确定电容C1的额定电压、根据输出最大脉宽、输出电流、顶降允许跌落比例来确定储能电容C1的大小。上文中提到过，如果顶降要求较高的情况下计算出的电容值会非常大。采样本技术的电路可以将输出设定在10％左右，这样计算出的电容值只有之前的10％。而通过补偿电路补偿后仍然可以得到1％以内的顶降。相对传统脉冲电源储能电容充电电压会提到高1.15倍的输出电压，根据电容储能公式可知，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低平顶跌落的方波脉冲电源，包括：高压斩波输出脉冲电源，其特征在于：所述方波脉冲电源还具有顶降补偿电路；所述顶降补偿电路包括：补偿电容C2、泄放负载R2、泄放开关Q2、补偿电容充电电源P2、补偿电路介入开关；当开关K闭合状态下，所述补偿电路不工作；/n所述高压斩波输出脉冲电源P1分两路一路连接至高压开关管Q1并连接至负载R1并连接至所述补偿电容充电电源P2；所述高压斩波输出脉冲电源P1的另一路连接储能电容C1及补偿电容C2；所述补偿电容C2的两端并联有开关K以及串联后的泄放开关Q2及负载R2。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低平顶跌落的方波脉冲电源，包括：高压斩波输出脉冲电源，其特征在于：所述方波脉冲电源还具有顶降补偿电路；所述顶降补偿电路包括：补偿电容C2、泄放负载R2、泄放开关Q2、补偿电容充电电源P2、补偿电路介入开关；当开关K闭合状态下，所述补偿电路不工作；
所述高压斩波输出脉冲电源P1分两路一路连接至高压开关管Q1并连接至负载R1并连接至所述补偿电容充电电源P2；所述高压斩波输出脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，高露，张凯，
申请(专利权)人：大连海伏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21