一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器制造技术

本发明专利技术涉及加速器结构和制造工艺技术领域，尤指一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器；所述的长脉冲固态调制器包括采用多层堆叠(SML)高压脉冲调制器的拓扑结构，在低压端，采用多个模块并联给相应的储能电容堆进行充电，在高压输出端，将所有模块输出的高压脉冲串联起来产生所需的高压脉冲，在每个高压产生模块内，采用了高频调制和解调理论产生高压脉冲，主要分成四个相对独立的电力转换阶段，本发明专利技术不需要增加额外的功率补偿元件，能降低噪音；以超微晶和纳米晶作为磁芯的高频变压器技术近几年也逐渐成熟，具有非常低的铁损，非常高的饱和磁通密度，足够高的磁导率，相对于传统的脉冲变压器体积紧凑，功率密度高，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器


[0001]本专利技术涉及加速器结构和制造工艺
，尤指一种涉及速调管功率源高压高功率长脉冲电源技术的一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器。

技术介绍

[0002]脉冲固态调制系统在加速器中的作用主要是提供动态加速电场和发射电子，脉冲调制器通常由四个部分组成：充电电源部分、能量储存部分、开关部分和脉冲形成部分。传统的高压长脉冲调制器大多是基于高压脉冲变压器进行设计，结构简单，但是通常效率和功率密度都比较低，并且体积大、成本高，在整个高压脉冲期间没有高压反馈补偿机制，由调制器输出功率和储能电容共同决定了高压跌落的大小，若要减少脉冲期间的高压跌落，需要额外增加储能电容的值。另外，由于这些拓扑结构需要在短时间内输出非常高的峰值功率，这样的特性决定了在高压脉冲期间调制器会给电网带来非常大的抖动和谐波成分，通常需要增加额外的功率补偿元件减少整个高压脉冲调制器给电网带来的冲击，增加了设备成本。
[0003]目前，速调管功率源高压脉冲电源有多种拓扑结构，比如IGBT主路高压开关型调制器，脉冲变压器型的高压调制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器，其特征在于：所述的长脉冲固态调制器包括采用多层堆叠(SML)高压脉冲调制器的拓扑结构，在低压端，采用多个模块并联给相应的储能电容堆进行充电，在高压输出端，将所有模块输出的高压脉冲串联起来产生所需的高压脉冲，在每个高压产生模块内，采用了高频调制和解调理论产生高压脉冲，主要分成四个相对独立的电力转换阶段，其中第一阶段和第二阶段是为低压储能电容堆充电的过程阶段；第三阶段是高频逆变和高频变压器升压阶段，第四阶段是无源整流及滤波阶段。2.根据权利要求1所述的一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器，其特征在于：所述的第一阶段采用主动前端技术(AFE)将电网输入的交流电整流成直流电，即AD/DC转换过程。3.根据权利要求2所述的一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器，其特征在于：所述的主动前端技术采用自关断器件IGBT，通过选择合适的SPWM模式，对电网馈入的交流电流的大小和相位进行控制，并通过前端的各滤波、储能环节使交流输入电流接近正弦波，通过调整交流的相位使其与电压同相。4.根据权利要求1所述的一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器，其特征在于：所述的第二阶段是将转换后的直流电再进行设计调整成设定参数的直流电，即DC/DC转换过程，转换后的电压给储能电容堆充电，对于脉冲工作的调制器，在脉冲期间储能电容放出能量，在脉冲外由充电部分给储能电容补充能量。5.根据权利要求1所述的一种基于高频变压器的长脉冲固态调制器，其特征在于：所述的第三阶段是高频逆变和高...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕振成，万马良，周文中，王博，张辉，谢哲新，荣林艳，刘美飞，李松，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：