一种可调电压和变化率的线性发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种可调电压和变化率的线性发生器，属于电力电子技术领域，该线性发生器包括高压输出脉冲电源和脉冲电压线性发生器，其中：多个高压输出脉冲电源相互串联，每个高压输出脉冲电源均包括显示分档电阻、显示分档转换开关、换档转换开关、可调限流电阻和续流二极管等，多个脉冲电压线性发生器相互串联、并接在高压脉冲输出线路上，每个脉冲电压线性发生器均包括米勒电容器和可控电子开关等。与现有技术相比，该方案基于恒流源和线性电容器，能够获取连续可调的线性电压上升率和连续可调的输出电压，其输出脉冲电流和时间可控、可设定，输出电流要可达0.1

【技术实现步骤摘要】
一种可调电压和变化率的线性发生器


[0001]本专利技术属于电力电子
，尤其涉及一种可调电压和变化率的线性发生器 。

技术介绍

[0002]在电力电子测试及应用中，经常用到可控的脉冲高压电压上升率发生器，对指数高压脉冲发生器一般通过RC或其他震荡电路即可实现，但如想获得高压线性脉冲发生器是比较困难，在实际工程中对恒流源输出的能力有一定的要求，例如：某工程要求输出电流要达到0.1
‑
200A，输出电压要达到100
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10000V，上述的恒流源目前市场上是没有的。因此，如何解决上述技术问题，并获取连续可调的线性电压上升率和连续可调的输出电压成为该领域的关键技术难点。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术中的电路控制精度高、控制方法简单、且能够有效降低分布电感，该方案通过电导转化思想和二进制转化方法，能够快速匹配所需电阻。
[0004]本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：一种可调电压和变化率的线性发生器 ，其特征在于，包括高压输出脉冲电源和脉冲电压线性发生器，其中：多个所述高压输出脉冲电源相互串联，每个高压输出脉冲电源均包括显示分档电阻、显示分档转换开关、换档转换开关、可调限流电阻、电力电子开关、高压电源、直流支撑电容、补偿电源和续流二极管，其中：直流支撑电容的两端分别连接在高压电源的正、负输出端之间，高压电源正输出端分成三路，正输出端的第一路端依次通过显示分档转换开关和显示分档电阻连接高压控制信号输出线路，正输出端的第二路连接相邻上一级高压电源的负输出端，正输出端的第三路通过换档转换开关连接高压脉冲输出线路，高压脉冲输出线路由相互串联的可调限流电阻、电力电子开关和补偿电源组成，续流二极管并联在可调限流电阻、电力电子开关和补偿电源的两端，高压电源负输出端连接相邻下一级高压电源的正输出端；多个所述脉冲电压线性发生器相互串联、并接在高压脉冲输出线路上，每个脉冲电压线性发生器均包括米勒电容器和可控电子开关，其中：米勒电容器的两端分别连接在可控电子开关的漏极与栅极之间，相邻的可控电子开关的源极与漏极互连。
[0005]优选的，所述脉冲电压线性发生器还包括等效快速电子开关和可控电流源，等效快速电子开关的第一端口连接电子开关导通电源，等效快速电子开关的第二端口连接可控电子开关的栅极，等效快速电子开关的第三端口通过可控电流源连接可控电子开关的源极。
[0006]优选的，还包括平衡补偿二极管和补偿电压，其中：所述平衡补偿二极管的阳极连接高压输出脉冲电源的正极，平衡补偿二极管的阴极连接脉冲电压线性发生器的输入端，脉冲电压线性发生器的输出端分为两路，一路通过
电容接地，另一路连接补偿电压。
[0007]优选的，还包括输出隔离二极管，所述输出隔离二极管的阳极连接平衡补偿二极管的阳极，输出隔离二极管的阴极通过隔离电阻接地。
[0008]优选的，还包括压降偏置补偿器包括电压设置电路和DV/DT设置电路，其中：优选的，还包括箝位二极管、箝位电容、箝位限流电阻，所述箝位二极管的阳极连接平衡补偿二极管的阴极，箝位二极管的阴极输出分为两路，一路通过箝位电容接地，另一端通过箝位限流电阻连接高压源。
[0009]优选的，还包括压降偏置补偿器包括电压设置电路和DV/DT设置电路，其中：所述电压设置电路包括一个滑动电阻，通过滑动电阻的分压与高压电源反馈电压比较，为脉冲电压线性发生器提供一个可调电压源；所述DV/DT设置电路包括一个滑动电阻，通过滑动电阻电压值模拟设定dv/dt信号，dv/dt信号由压频转换电路转换为频率信号，频率信号发送到脉冲电压线性发生器，将频率信号转换为模拟信号，可控电流源从可控电子开关的栅极抽取电荷，由于抽取的电流为恒流，在可控电子开关的主端子上形成了线性的电压上升率。
[0010]专利技术的一种可调电压和变化率的线性发生器具有以下有益效果：该线性发生器包括高压输出脉冲电源和脉冲电压线性发生器，其中：多个高压输出脉冲电源相互串联，每个高压输出脉冲电源均包括显示分档电阻、显示分档转换开关、换档转换开关、可调限流电阻和续流二极管等，多个脉冲电压线性发生器相互串联、并接在高压脉冲输出线路上，每个脉冲电压线性发生器均包括米勒电容器和可控电子开关等。与现有技术相比，该方案基于恒流源和线性电容器，能够获取连续可调的线性电压上升率和连续可调的输出电压，其输出脉冲电流和时间可控、可设定，输出电流要可达0.1
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200A，输出电压可达100
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10000V。此外，通过电压上升率连续可调，可用于分析器件的临界电压上升率，更加精准测试器件的dv/dt特性。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本专利技术的整体电路示意图；图2为本专利技术的脉冲电压线性发生器的电路示意图；图3为本专利技术的单级电压变化的时序图；图4为本专利技术总的叠加输出原理图。
实施方式
[0013]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明
所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0014]以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。
[0015]根据电路原理，I=C*dv/dt，dv/dt=I/C，若电流是一个理想的恒流源，选用容量不随电压的变化而变化的线性电容器，则产生输出的dv/dt即为线性。因此，要产生高压连续可调的电压上升率和连续可调的输出电压，必须要有高压脉冲恒流源，并且为了满足实际的工程需要，要求恒流源的输出脉冲电流和时间可控可设定。为了获得高压可调线性脉冲电压发生器，利用电力电子技术及其控制原理，设计并实现了高压电压变化率发生器。该发生器主要由高压输出脉冲电源、脉冲电压线性发生器、压降偏置补偿器等单元组成。
[0016]如图1所示，多个高压输出脉冲电源相互串联，图中，一共有X个高压输出脉冲电源串联，每个支路所包含的元器件都一样，以第X支路为例，该电路包括了显示分档电阻RnX、显示分档转换开关KnX、换档转换开关KmX、可调限流电阻RmX、电力电子开关ZKX、高压电源VgX、直流支撑电容CnX、补偿电源VX和续流二极管DnX，其中：直流支撑电容CnX的两端分别连接在高压电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种可调电压和变化率的线性发生器 ，其特征在于，包括高压输出脉冲电源和脉冲电压线性发生器，其中：多个所述高压输出脉冲电源相互串联，每个高压输出脉冲电源均包括显示分档电阻（RnX）、显示分档转换开关（KnX）、换档转换开关（KmX）、可调限流电阻（RmX）、电力电子开关（ZKX）、高压电源（VgX）、直流支撑电容（CnX）、补偿电源（VX）和续流二极管（DnX），其中：直流支撑电容（CnX）的两端分别连接在高压电源（VgX）的正、负输出端之间，高压电源（VgX）正输出端分成三路，正输出端的第一路端依次通过显示分档转换开关（KnX）和显示分档电阻（RnX）连接高压控制信号输出线路（HVout），正输出端的第二路连接相邻上一级高压电源（VgX）的负输出端，正输出端的第三路通过换档转换开关（KmX）连接高压脉冲输出线路（HVpulseout），高压脉冲输出线路（HVpulseout）由相互串联的可调限流电阻（RmX）、电力电子开关（ZKX）和补偿电源（VX）组成，续流二极管（DnX）并联在可调限流电阻（RmX）、电力电子开关（ZKX）和补偿电源（VX）的两端，高压电源（VgX）负输出端连接相邻下一级高压电源（VgX）的正输出端；多个所述脉冲电压线性发生器相互串联、并接在高压脉冲输出线路（HVpulseout）上，每个脉冲电压线性发生器均包括米勒电容器（CX）和可控电子开关（TX），其中：米勒电容器（CX）的两端分别连接在可控电子开关（TX）的漏极与栅极之间，相邻的可控电子开关（TX）的源极与漏极互连。2.根据权利要求1所述的线性发生器，其特征在于，所述脉冲电压线性发生器还包括等效快速电子开关（KX）和可控电流源（IrefX），等效快速电子开关（KX）的第一端口连接电子开关导通电源，等效快速电子开关（KX）的第二端口连接可控电子开关（...

【专利技术属性】
技术研发人员：季凌云，
申请(专利权)人：西安美泰电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：