一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，包括储能模块、IGBT全桥拓扑电路、高压变压器T1、全波整流电路、负载电容、反馈检测电路、反馈控制电路和驱动控制电路；储能模块的输出端与IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，IGBT全桥拓扑电路的输出端与高压变压器T1的初级绕组连接，高压变压器T1的次级绕组与全波整流电路的输入端连接，全波整流电路的输出端连接反馈检测电路，反馈检测电路的两端并联有负载电容，反馈检测电路还连接有反馈控制电路的输入端，反馈控制电路的输出端与驱动控制电路的输入端连接，驱动控制电路的输出端与IGBT全桥拓扑电路的控制端连接，实现对重频脉冲发生器容进行快速充电。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源
本技术涉及脉冲功率充电电源
，具体涉及一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源。
技术介绍
脉冲功率技术(pulsedpower)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(20～100ns)的高峰值功率输出，广泛应用在激光核聚变、X光机、粒子束武器等领域。目前脉冲功率技术主要采用紧凑型重频脉冲功率源实现，紧凑型重频脉冲功率源由重频充电电源和重频脉冲发生器组成。其中，重频脉冲发生器采用紧凑型电感隔离双极性Marx发生器，Marx发生器是一种利用电容器并联充电再串联放电的高压装置，而现有重频充电电源作为重频脉冲发生器的供电装置，无法输出大功率(数十KW)高压(数百KV)，不能对紧凑型电感隔离双极性Marx发生器的储能电容进行快速充电。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有重频充电电源作无法为重频脉冲发生器中的储能电容进行快速充电，因此，提供一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，以实现对重频脉冲发生器的快速充电。本技术通过下述技术方案实现：一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，包括储能模块、IGBT全桥拓扑电路、高压变压器T1、全波整流电路、负载电容、反馈检测电路、反馈控制电路和驱动控制电路；所述储能模块的输出端与所述IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，所述IGBT全桥拓扑电路的输出端与所述高压变压器T1的初级绕组连接，所述高压变压器T1的次级绕组与所述全波整流电路的输入端连接，所述全波整流电路的输出端连接所述反馈检测电路，所述反馈检测电路的两端并联有所述负载电容，所述反馈检测电路还连接有所述反馈控制电路的输入端，所述反馈控制电路的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，所述驱动控制电路的输出端与所述IGBT全桥拓扑电路的控制端连接。进一步地，所述储能模块包括直流电源U1、限流电阻R1、储能电容C1和储能泄放电路；所述直流电源U1的正极与所述限流电阻R1的一端连接，所述限流电阻R1的另一端分别与所述IGBT全桥拓扑电路的输入端和所述储能电容C1的一端连接，所述储能电容C1的另一端分别和所述直流电源U1的负极和所述IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，所述储能电容C1的两端并联有所述储能泄放电路。进一步地，储能电容C1包括多个超级电容。进一步地，所述储能泄放电路包括开关K1和泄放电阻R2；所述开关K1与所述泄放电阻R2连接串联后并联在所述储能电容C1的两端。进一步地，所述IGBT全桥拓扑电路包括第一IGBT开关、第二IGBT开关、第三IGBT开关和第四IGBT开关，所述第一IGBT开关、第二IGBT开关、第三IGBT开关和第四IGBT开关组成所述IGBT全桥拓扑电路。进一步地，所述全波整流电路包括八个二极管，其中四个二极管通过桥式全波整流电路的形式连接生成正相全波整形电路；另外四个二极管通过桥式全波整流电路的形式连接生成负相全波整形电路。进一步地，所述负载电容包括正相负载电容和负相负载电容；所述反馈检测电路包括正相反馈检测电路和负相反馈检测电路。进一步地，所述高压变压器T1包括一个初级绕组和两个次级绕组；所述初级绕组的一端经谐振电感Lr连接至所述IGBT全桥拓扑电路的输出端；所述初级绕组的另一端经谐振电容Cr也连接至所述IGBT全桥拓扑电路的输出端；其中一个所述次级绕组连接有正相全波整流电路的输入端，所述正相全波整流电路的输出端连接所述正相反馈检测电路的一端，所述正相反馈检测电路的另一端接地，所述正相反馈检测电路的两端并联有正相负载电容CL1；另一个所述次级绕组连接有负相全波整流电路的输入端，所述负相全波整流电路的输出端连接所述负相反馈检测电路的一端，所述负相反馈检测电路的另一端接地，所述负相反馈检测电路的两端并联有负相负载电容CL2。进一步地，所述正相反馈检测电路包括第一反馈电阻R01和第二反馈电阻R02，所述第一反馈电阻R01和所述第二反馈电阻R02串联连接在所述正相全波整流电路的输出端；所述正相反馈检测电路包括第三反馈电阻R03和第四反馈电阻R04，所述第三反馈电阻R03和所述第四反馈电阻R04串联连接在所述负相全波整流电路的输出端。进一步地，所述反馈控制电路的正相输入端连接在所述第一反馈电阻R01和所述第二反馈电阻R02之间，所述反馈控制电路的负相输入端连接在第三反馈电阻R03和所述第四反馈电阻R04之间。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：通过上述大功率串联谐振正负高压重频充电电源，可实现充电频率数百Hz、充电电压0～数百kV、输出功率数十kW的充电需求，可实现对重频脉冲发生器容进行快速充电,采用串联谐振。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术大功率串联谐振正负高压重频充电电源的结构示意图。图2为本技术大功率串联谐振正负高压重频充电电源的具体电路图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例如图1至图2所示，本技术公开了一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，包括储能模块、IGBT全桥拓扑电路、高压变压器T1、全波整流电路、负载电容、反馈检测电路、反馈控制电路和驱动控制电路。储能模块的输出端与IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，IGBT全桥拓扑电路的输出端与高压变压器T1的初级绕组连接，高压变压器T1的次级绕组与全波整流电路的输入端连接，全波整流电路的输出端连接反馈检测电路，反馈检测电路的两端并联有负载电容，反馈检测电路还连接有反馈控制电路的输入端，反馈控制电路的输出端与驱动控制电路的输入端连接，驱动控制电路的输出端与IGBT全桥拓扑电路的控制端连接。进一步地，储能模块包括直流电源U1、限流电阻R1、储能电容C1和储能泄放电路。直流电源U1的正极与限流电阻R1的一端连接，限流电阻R1的另一端分别与IGBT全桥拓扑电路的输入端和储能电容C1的一端连接，储能电容C1的另一端分别和直流电源U1的负极和IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，储能电容C1的两端并联有储能泄放电路。具体地，通过储能电容实现预储能功能，减小重频充电电源对供电功率的要求，实现了可移动给负载电容充电。进一步地，本实施例中的储能电容C1包括多个超级电容。具体地，本实施例中的多个超级电容可以通过串联方式形成储能电容C1，也可以通过并联方式形成储能电容C1，还可以通过串并联方式形成储能电容C1。一般地，单纯地串联方式或者并联方式后的储能电容不能达到用户要求，因此，在实际应用过程中，多采用串并联结合的方式形成储能电容C1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，其特征在于，包括储能模块、IGBT全桥拓扑电路、高压变压器T1、全波整流电路、负载电容、反馈检测电路、反馈控制电路和驱动控制电路；/n所述储能模块的输出端与所述IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，所述IGBT全桥拓扑电路的输出端与所述高压变压器T1的初级绕组连接，所述高压变压器T1的次级绕组与所述全波整流电路的输入端连接，所述全波整流电路的输出端连接所述反馈检测电路，所述反馈检测电路的两端并联有所述负载电容，所述反馈检测电路还连接有所述反馈控制电路的输入端，所述反馈控制电路的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，所述驱动控制电路的输出端与所述IGBT全桥拓扑电路的控制端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，其特征在于，包括储能模块、IGBT全桥拓扑电路、高压变压器T1、全波整流电路、负载电容、反馈检测电路、反馈控制电路和驱动控制电路；
所述储能模块的输出端与所述IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，所述IGBT全桥拓扑电路的输出端与所述高压变压器T1的初级绕组连接，所述高压变压器T1的次级绕组与所述全波整流电路的输入端连接，所述全波整流电路的输出端连接所述反馈检测电路，所述反馈检测电路的两端并联有所述负载电容，所述反馈检测电路还连接有所述反馈控制电路的输入端，所述反馈控制电路的输出端与所述驱动控制电路的输入端连接，所述驱动控制电路的输出端与所述IGBT全桥拓扑电路的控制端连接。


2.根据权利要求1所述的一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，其特征在于，所述储能模块包括直流电源U1、限流电阻R1、储能电容C1和储能泄放电路；
所述直流电源U1的正极与所述限流电阻R1的一端连接，所述限流电阻R1的另一端分别与所述IGBT全桥拓扑电路的输入端和所述储能电容C1的一端连接，所述储能电容C1的另一端分别和所述直流电源U1的负极和所述IGBT全桥拓扑电路的输入端连接，所述储能电容C1的两端并联有所述储能泄放电路。


3.根据权利要求2所述的一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，其特征在于，储能电容C1包括多个超级电容。


4.根据权利要求2所述的一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，其特征在于，所述储能泄放电路包括开关K1和泄放电阻R2；
所述开关K1与所述泄放电阻R2连接串联后并联在所述储能电容C1的两端。


5.根据权利要求1所述的一种大功率串联谐振正负高压重频充电电源，其特征在于，所述IGBT全桥拓扑电路包括第一IGBT开关、第二IGBT开关、第三IGBT开关和第四IGBT开关，所述第一IGBT开关、第二IGBT开关、第三IGBT开关和第四IGBT开关组成所述IGBT全桥拓扑电路。


6.根据权利要求1所述的一种大功...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯传均，伍友成，戴文峰，何泱，曹龙博，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51