脉冲发生电路、脉冲发生装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种脉冲发生电路、脉冲发生装置及其控制方法，该脉冲发生电路包括高压直流电源、至少一个磁驱动回路电路，以及与高压直流电源并联连接的Marx主电路，磁驱动回路电路中的半桥控制电路的输出端和至少一个门极驱动电路组通过高压导线利用磁感应定律传递控制信号，门极驱动电路组设有第一输出端和第二输出端，第一输出端与Marx主电路中的主开关连接，第二输出端与所述Marx主电路中的尾切开关连接。通过高压导线同时控制Marx主电路中的主开关和尾切开关，以实现高电压幅值输出，相比于现有技术来说，本申请不需要复杂而昂贵的光纤控制电路，从而大大简化多级脉冲发生电路中磁驱动的隔离电路结构，提高了脉冲发生电路的输出电压和输出功率。输出电压和输出功率。输出电压和输出功率。

【技术实现步骤摘要】
脉冲发生电路、脉冲发生装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及等离子体放电领域，特别涉及一种脉冲发生电路、脉冲发生装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着脉冲功率技术在生物医疗、食品处理、等离子体产生等领域日益广泛而深入的应用，全固态脉冲发生器面临着更高电压幅值、更长脉宽、更高频率等新要求。其中，针对食品处理的脉冲发生器需要输出几十千伏的脉冲高压，几十到几百安培的脉冲电流，同时放电频率需要达到几百到几千赫兹。这对脉冲发生器提出了高电压输出，强带载能力和大功率运行等要求。
[0003]目前，实现上述要求的脉冲发生器主要有以下三种类型：加法型，开关串联型和Marx型，这三种类型的脉冲发生器在驱动电路的隔离上常采用的方式是使用磁驱动变压器提供栅极驱动，然而磁驱动变压器只能控制一路开关，且同步性能较差，其是应用在开关串联电路中，会出现开关导通不同步，从而导致开关烧毁；尤其是应用在存在开关电路的Marx型电路中，其回路设计复杂且无法满足Marx储能电容的快速恢复电压需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要目的在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲发生电路，其特征在于，所述脉冲发生电路包括：高压直流电源、至少一个磁驱动回路电路，以及与所述高压直流电源并联连接的Marx主电路；所述磁驱动回路电路包括信号控制电源、磁驱动信号发生器、半桥控制电路和至少一个门极驱动电路组；所述信号控制电源与所述半桥控制电路并联连接，所述磁驱动信号发生器与所述半桥控制电路的信号输入端连接，所述半桥控制电路的输出端和所述至少一个门极驱动电路组通过高压导线利用磁感应定律传递控制信号；所述门极驱动电路组设有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述Marx主电路中的主开关连接，所述第二输出端与所述Marx主电路中的尾切开关连接。2.根据权利要求1所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述Marx主电路包括N级的Marx电路，其中，N级所述Marx电路相互并联连接后，第一级的所述Marx电路与所述高压直流电源并联。3.根据权利要求2所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述Marx电路包括依次与所述门极驱动电路组的两个输出端连接的主开关管和尾切开关管，以及第一二极管和第一储能电容；所述主开关管的S极与所述尾切开关管的D极连接，所述第一储能电容的两端依次与所述主开关管的D极与所述尾切开关管的S极连接，所述第一二极管串联于所述高压直流电源的正极和所述主开关管的D极之间；下一级所述Marx电路并联于所述主开关管的D极和S极。4.根据权利要求3所述的脉冲发生电路，其特征在于，若所述半桥控制电路输出正脉冲驱动信号时，所述门极驱动电路组的两个输出端分别输出电平控制各级的所述Marx电路中的主开关管导通和尾切开关管断开，以实现所述脉冲发生电路输出高压脉冲；若所述半桥控制电路输出负脉冲驱动信号时，所述门极驱动电路组的两个输出端分别输出电平控制各级的所述Marx电路中的尾切开关管导通和主开关管断开，使所述尾切开关管和所述负载形成回路，将所述负载上的残余电荷迅速释放。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述门极驱动电路组包括磁环、门极调制电路组，以及缠绕于所述磁环上的第一绕组和第二绕组，其中，所述第一绕组和第二绕组的绕向相反，所述门极调制电路组设有第一输入端和第二输入端，且第一输入端和第二输入端中均设有两个引脚；所述第一绕组与所述门极调制电路组的第一输入端连接，所述第二绕组与所述门极调制电路组的第二输入端连接，所述高压导线穿过所述磁环后与所述半桥控制电路连接。6.根据权利要求5所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述门极调制电路组包括第一门极调制电路和第二门极调制电路；所述第一门极调制电路包括第一输入端、第一MOSFET、第二MOSFET、第一驱动电阻、第二驱动电阻、第一门极电容、第一瞬间抑制二极管、第一分压电阻和第一输出端；所述第一输入端上设有第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一输入引脚与所述第一MOSFET的S极连接，所述第二输入引脚与所述第二MOSFET的S极连接；所述第一MOSFET的G极通过所述第一驱动电阻与所述第二MOSFET的S极连接；所述第二MOSFET的G极通过所述第二驱动电阻与所述第二MOSFET的D极连接；所述第一门极电容串联于所述第一MOSFET的D极和所述第二MOSFET的D极之间；所述第一输出端上设有第一输出引脚和第二输出引脚，所述第一输出引脚与所述第一瞬间抑制二极管的第一端连接，同时通过所述第一分压电阻与所述第二
MOSFET的D极连接；所述第二输出引脚与所述第一瞬间抑制二极管的第二端连接，同时与所述第一MOSFET的D极连接；所述第二门极调制电路包括第二输入端、第三MOSFET、第四MOSFET、第三驱动电阻、第四驱动电阻、第二门极电容、第二瞬间抑制二极管、第二分压电阻和第二输出端；所述第二输入端上设有第三输入引脚和第四输入引脚，所述第三输入引脚与所述第三MOSFET的S极连接，所述第四输入引脚与所述第四MOSFET的S极连接；所述第三MOSFET的G极通过所述第三驱动电阻与所述第四MOSFET的S极连接；所述第四MOSFET的G极通过所述第四驱动电阻与所述第四MOSFET的D极连接；所述第二门极电容串联于所述第三MOSFET的D极和所述第四MOSFET的D极之间；所述第二输出端上设有第三输出引脚和第四输出引脚，所述第三输出引脚与所述第二瞬间抑制二极管的第一端连接，同时通过所述第二分压电阻与所述第四MOSFET的D极连接；所述第四输出引脚与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董守龙，余亮，姚陈果，周晓宇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：