【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高电压与脉冲，具体涉及一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路。
技术介绍
1、脉冲功率技术(pulsed power technology)的基本工作机理是利用储能元件将能量进行储存和压缩，然后利用开关的瞬时导通在短时间内将能量快速释放于负载实现高压脉冲输出。marx型电路是最为常见的放电式脉冲形成电路，相较于其他脉冲发生器，其成本低，高性能，结构简单，更易实现。在第三代半导体技术快速发展的背景下，半导体开关所特有的快开通、耐高压、长寿命等特点，对系统输出的上升时间、电压幅值、重复频率和脉冲宽度有着决定性的作用，为突破以往因器件造成的功率脉冲发生器级数多，上升沿较缓的瓶颈，充分发挥器件本身的优势，对脉冲功率系统拓扑的优化和改良具有广阔的发展前景和重要的研究意义。
2、早期的脉冲技术重点应用于高功率激光武器、核爆炸模拟等国防项目领域，经过将近一个世纪左右的深入研究和发展，人们对其电路结构不断改良和优化，其应用范围不再仅仅局限于军事系统，而是日益扩大到环境、工业、医疗领域，具体体现在：脉冲发生装置下电离产生的低温等离子可以加速工业废气的氧化提高空气质量；吸附水中杂质，抑制藻类生长；材料表面改性，放射性物质清理；肿瘤治疗，体外击碎结石等等。
3、marx发生器的一个关键在于驱动电路的时序同步性，以及各级驱动信号之间的高压隔离。即各充电管导通关断时间需要保持同步，各放电管导通关断时间也需要保持同步，而且各级之间会存在一个高压电源的电势差，电势差很大，必须进行隔离。目前的固态marx发生器的驱动技术
4、1)磁芯饱和问题：当磁通密度达到磁芯的饱和磁通密度时，磁芯的磁导率会急剧下降，输出信号的失真和不稳定性会增加，从而有效驱动信号过窄，脉冲发生器不能输出宽脉冲。为了获得较宽的脉冲，必须加大磁环体积。磁环体积增大，会加大高压脉冲电源的体积和重量，同样成本也会增加。
5、2)温度漂移问题：为了产生快速的上升沿高压脉冲，驱动信号的上升沿必须足够快，驱动电流就需足够大。为了实现足够的磁环副边驱动电流，磁环原边电流也必须足够大。然而，较大的电流会引起发热量的增加。由于磁芯的热膨胀系数与线圈的热膨胀系数不同，温度变化会导致磁芯与线圈之间的匹配失衡，从而导致输出信号的失真和不稳定性增加。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，包括：
3、n级驱动电路；每一级驱动电路的电路结构相同，每一级驱动电路之间采用磁芯进行隔离，辅助电源vc为第一级驱动电路供电，每一级驱动电路之间通过级间自举二极管实现自举，各级驱动电路分别驱动各自对应的充电管和放电管；其中，
4、n级驱动电路中的任意一级包括：
5、充电管脉冲展宽电路、放电管脉冲展宽电路、级内自举二极管、充电自举电容、放电自举电容、充电管驱动输出电阻和放电管驱动输出电阻；
6、所述放电管脉冲展宽电路用于根据输入信号signal1，利用正反馈对放电管驱动信号进行展宽，并输出展宽后的放电管驱动信号；
7、所述放电管驱动输出电阻用于将所述展宽后的放电管驱动信号输出至放电管；
8、所述放电自举电容和所述级内自举二极管用于实现所述放电管脉冲展宽电路的自举；
9、所述充电管脉冲展宽电路用于根据输入信号signal2，利用非对称电容充放电对充电管驱动信号进行展宽，并输出展宽后的充电管驱动信号；
10、所述充电管驱动输出电阻用于将所述展宽后的充电管驱动信号输出至充电管；
11、所述充电自举电容和所述级内自举二极管用于实现所述充电管脉冲展宽电路的自举。
12、在本专利技术的一个实施例中，第n级驱动电路中的所述放电管脉冲展宽电路，包括：
13、驱动芯片ic2n-1、电容can、稳压二极管dwn、反馈电阻rfn；其中，
14、1≤n≤n，n和n为整数；
15、所述稳压二极管dwn的输入端接入所述输入信号signal1，所述稳压二极管dwn的输出端与所述驱动芯片ic2n-1的in端连接；
16、所述电容can的第一端与所述稳压二极管dwn的输入端连接，所述电容can的第二端与所述稳压二极管dwn的输出端连接；
17、所述反馈电阻rfn的第一端与所述驱动芯片ic2n-1的in端连接，所述反馈电阻rfn的第二端与所述驱动芯片ic2n-1的outh端连接；
18、所述驱动芯片ic2n-1的vdd端与级内自举二极管di2n-1的输出端连接，所述驱动芯片ic2n-1的outh端和outl端分别与放电管驱动输出电阻ran的第一端和rbn的第一端连接，所述驱动芯片ic2n-1的gnd端与放电管q2n-1的源极连接。
19、在本专利技术的一个实施例中，放电管脉冲展宽电路用于根据输入信号signal1利用正反馈对放电管驱动信号进行展宽并输出展宽后的放电管驱动信号，包括：
20、所述放电管脉冲展宽电路利用所述反馈电阻rfn将所述驱动芯片ic2n-1根据所述输入信号signal1在outh端的输出信号反馈至所述驱动芯片ic2n-1的in端，完成正反馈，实现对放电管驱动信号的展宽，并通过所述驱动芯片ic2n-1的outh端和outl端输出展宽后的放电管驱动信号。
21、在本专利技术的一个实施例中，第n级驱动电路中的所述放电自举电容的连接关系包括：
22、放电自举电容ci2n-1的第一端与所述驱动芯片ic2n-1的vdd端连接，所述放电自举电容ci2n-1的第二端与所述驱动芯片ic2n-1的gnd端连接。
23、在本专利技术的一个实施例中，第n级驱动电路中的所述充电管脉冲展宽电路，包括：
24、驱动芯片ic2n、电容cbn、二极管dzn、电阻rln和电阻rhn；其中，
25、所述二极管dzn的输入端接入所述输入信号signal2，所述二极管dzn的输出端与所述电阻rhn的第一端连接；
26、所述电阻rln的第一端与所述二极管dzn的输入端连接，所述电阻rln的第二端与所述电阻rhn的第二端连接；
27、所述电容cbn的第一端与所述电阻rhn的第二端连接，所述电容cbn的第二端与所述驱动芯片ic2n的gnd端连接；
28、所述驱动芯片ic2n的in端与所述电阻rhn的第二端连接，所述驱动芯片ic2n的vdd端与级间自举二极管di2n的输出端连接，所述驱动芯片ic2n的outh端和outl端分别与充电管驱动输出电阻rcn的第一端和rdn的第一端连接，所述驱动芯片ic2n的gnd端与充电管q2n的源极连接。
29、在本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述放电管脉冲展宽电路，包括：
3.根据权利要求2所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，所述放电管脉冲展宽电路用于根据输入信号Signal1利用正反馈对放电管驱动信号进行展宽并输出展宽后的放电管驱动信号，包括：
4.根据权利要求3所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述放电自举电容的连接关系包括：
5.根据权利要求4所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述充电管脉冲展宽电路，包括：
6.根据权利要求5所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，所述电阻RHn的阻值小于所述电阻RLn。
7.根据权利要求6所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，所述充电管脉冲展宽电路用于根据输入信号Signal2利用非对称电容充放
8.根据权利要求7所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述充电自举电容的连接关系包括：
9.根据权利要求8所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，针对第n级驱动电路，所连接的所述放电管和所述充电管的连接关系包括：
10.根据权利要求9所述的一种Marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，相邻的各级驱动电路的驱动芯片工作时在时序上互补。
...【技术特征摘要】
1.一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述放电管脉冲展宽电路，包括：
3.根据权利要求2所述的一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，所述放电管脉冲展宽电路用于根据输入信号signal1利用正反馈对放电管驱动信号进行展宽并输出展宽后的放电管驱动信号，包括：
4.根据权利要求3所述的一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述放电自举电容的连接关系包括：
5.根据权利要求4所述的一种marx脉冲发生器的脉冲展宽驱动电路，其特征在于，第n级驱动电路中的所述充电管脉冲展宽电路，包括：
6.根据权利要求5所述的一种marx...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙乐嘉，吕浩波，王全丽，何陈琪，张玉明，宋庆文，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。