本实用新型专利技术的一种固态电磁加载脉冲电源装置，包括高压电源U1的输出正端与电阻R1一端相连，电阻R1另外一端与电阻R2一端及二极管V1阴极相连，电阻R2的另外一端再连接到电容C1的一端及晶闸管V2的阳极、二极管V3的阴极；电容C1的另外一端与电磁线圈L1一端及电感L2一端相连，电感L2另外一端与二极管V3阳极相连；同时高压电源U1的负端、二极管V1的阳极、晶闸管V2的阴极与电感线圈L1的另外一端相连，并连接到系统安全大地。本实用新型专利技术利用固态半导体开关技术对储能电容放电，半导体开关的触发稳定、对外无噪声和电磁干扰等优点；通过计算可知，脉冲电流的上升率最大达到200A/μs，需选用专门的固态脉冲晶闸管模块。用专门的固态脉冲晶闸管模块。用专门的固态脉冲晶闸管模块。
【技术实现步骤摘要】
一种固态电磁加载脉冲电源装置
[0001]本技术涉及电磁加载电源
，具体涉及一种固态电磁加载脉冲电源装置。
技术介绍
[0002]现代材料特性研究中，需要给材料施加一定的脉冲压力，以测试材料的变形及恢复情况。常见的脉冲压力是利用电磁加载原理让脉冲电流通过电磁线圈产生脉冲力。由于脉冲电流峰值达30kA以上，脉冲宽度大于300μs，放电能量大于1000J，传统的实现方案是利用机械开关为储能电容放电，放电电流通过线圈产生电磁力。机械开关有体积大、产生噪声、控制性差、电磁干扰大等缺点。
技术实现思路
[0003]本技术提出的一种固态电磁加载脉冲电源装置，可解决对上面所述机械开关的噪声和干扰等问题。
[0004]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0005]一种固态电磁加载脉冲电源装置，包括高压电源U1通过T型保护网络给储能电容C1充电，储能电容C1再通过固态脉冲晶闸管V2对电磁线圈L1放电；
[0006]其中，高压电源U1的输出正端与电阻R1一端相连，电阻R1另外一端与电阻R2一端及二极管V1阴极相连，电阻R2的另外一端再连接到电容C1的一端及晶闸管V2的阳极、二极管V3的阴极；
[0007]电容C1的另外一端与电磁线圈L1一端及电感L2一端相连，电感L2另外一端与二极管V3阳极相连；
[0008]同时高压电源U1的负端、二极管V1的阳极、晶闸管V2的阴极与电感线圈L1的另外一端相连，并连接到系统安全大地；
[0009]晶闸管V2的栅极和阴极再连接到触发电路的输出端。
[0010]由上述技术方案可知，本技术的一种固态电磁加载脉冲电源装置利用固态半导体开关技术对储能电容放电，半导体开关的触发稳定、对外无噪声和电磁干扰等优点。通过计算可知，脉冲电流的上升率最大达到200A/μs，需选用专门的固态脉冲晶闸管模块。
[0011]具体的说，本技术的优点有：
[0012]1.晶闸管固态开关放电，放电电流波形平滑，时间抖动小；
[0013]2.设计能量回授电路，有效的提高能源利用率；
[0014]3.进行模块化设计，控制系统自动完成充放电过程。
附图说明
[0015]图1为本技术的电路原理图；
[0016]图2为本技术的工作时序图；
[0017]图3为本技术的放电电流波形。
具体实施方式
[0018]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]如图1所示，本实施例所述的固态电磁加载脉冲电源装置，包括高压电源U1通过T型保护网络给储能电容C1充电，储能电容C1再通过固态脉冲晶闸管V2对电磁线圈L1放电；
[0020]其中，高压电源U1的输出正端与电阻R1一端相连，电阻R1另外一端与电阻R2一端及二极管V1阴极相连，电阻R2的另外一端再连接到电容C1的一端及晶闸管V2的阳极、二极管V3的阴极。电容C1的另外一端与电磁线圈L1一端及电感L2一端相连，电感L2另外一端与二极管V3阳极相连。同时高压电源U1的负端、二极管V1的阳极、晶闸管V2的阴极、电感线圈L1的另外一端相连，并连接到系统安全大地。晶闸管V2的栅极和阴极再连接到触发电路的输出端。
[0021]本实施例的高压电源U1通过T型保护网络(R1、R2、V1)给储能电容C1充电，储能电容C1再通过固态脉冲晶闸管V2对电磁线圈L1放电。本技术创新设计了能量回授电路，储能电容C1在放电结束后被充上反向电压，反向电压通过二极管V3对电感L2充电，电感L2再对储能电容C1充上正向电压，此时固态脉冲晶闸管V2已经关断。储能电容C1、固态脉冲晶闸管V2、电磁线圈L1为放电主回路，在高压电源U1输出电压为1000V时，最大放电峰值电流达30kA。设计时重点考虑放电电流对器件和回路连线的影响，减小放电回路的机械振动和对控制触发电路的干扰。
[0022]本固态电磁加载脉冲电源装置的工作时序见图2所示，触发电路接收外送光纤同步信号，对同步信号进行放大并提高驱动能力，输出触发脉冲信号的脉宽大于20μs，脉冲电流大于2A。触发脉冲触发固态脉冲晶闸管V2导通，储能电容C1通过固态脉冲晶闸管V2对电磁线圈L1放电，实际放电电流波形见图3所示，图3中通道1的电流波形比例为1V：10kA，实际峰值电流为30.5kA。
[0023]放电电流波形的脉宽以下面公式估算：
[0024][0025]放电电流波形的峰值以下面公式估算：
[0026][0027]上式中L为电磁线圈L1的电感值，C为储能电容C1的电容值，U为高压电源U1的输出电压值。
[0028]本技术的优点有：
[0029]4.晶闸管固态开关放电，放电电流波形平滑，时间抖动小；
[0030]5.设计能量回授电路，有效的提高能源利用率；
[0031]6.进行模块化设计，控制系统自动完成充放电过程。
[0032]以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前
述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固态电磁加载脉冲电源装置，包括高压电源U1通过T型保护网络给储能电容C1充电，储能电容C1再通过固态脉冲晶闸管V2对电磁线圈L1放电；其特征在于：高压电源U1的输出正端与电阻R1一端相连，电阻R1另外一端与电阻R2一端及二极管V1阴极相连，电阻R2的另外一端再连接到电容C1的一端及晶闸管...
【专利技术属性】
技术研发人员：李运海，
申请(专利权)人：合肥质子跃动科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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