本发明专利技术涉及一种脉冲开关控制装置及控制方法。脉冲开关控制装置包括由第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元组成的Ｈ型桥式发射脉冲模块，第一和第四开关单元、第二和第三开关单元组成对角开关组，第一和第三开关单元、第二和第四开关单元组成相对开关组，还包括一控制模块，控制模块分别与每个开关单元连接，用于在发射脉冲时控制一个对角开关组中的开关单元导通，另一个对角开关组中的开关单元关断，形成脉冲回路，在发射脉冲停止时，控制一个相对开关组中的开关单元导通，另一个相对开关组中的开关单元关断，形成放电回路。本发明专利技术通过形成放电回路，有效消除了脉冲电流或电压拖尾，有效减小了脉冲电流或电压的波形失真。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种脉冲发射技术，具体涉及一种。
技术介绍
由于具有控制简单、切换速度快、双极式输出等诸多优点，H型桥式发射脉冲电路 被广泛应用于各种装置中作为开关变换器进行电能转换。例如，在原油电脱水脱盐高频高 压脉冲电源中，脉冲开关控制装置是比较重要的部件之一，脉冲开关控制装置以开关变换 器为核心进行电能转换，实现电功率输出。又如，在海底油气资源勘探发射装置中，采用脉 冲开关控制装置输出理想的电流方波。图1为现有H型桥式发射脉冲电路的结构示意图。如图1所示，H型桥式发射脉 冲电路的主体结构包括4个等效开关器件Kp K2, K3和K4，每个等效开关器件可以由多个单 开关器件串并联而成。在控制方式上，现有H型桥式发射脉冲电路采用成对控制方式，即 等效开关器件K1和K4、等效开关器件K2和K3分别受控制信号U14和U23的控制。当控制信 号U14为导通控制信号、控制信号U23为关断控制信号时，等效开关器件K1和K4导通，电流 由电源正极经过等效开关器件K1、负载&、等效开关器件K4流入电源负极，在负载&上电流 流向为从节点A至节点B，此时的负载状态规定为正向电压脉冲。在正向电压脉冲向零向 电压切换时，需要将等效开关器件K1和K4关断，即此时4个等效开关器件都处于关断状态。 当控制信号U23为导通控制信号、控制信号U14为关断控制信号时，等效开关器件K2和K3导 通，电流由电源经过等效开关器件K3、负载&、等效开关器件K2流入电源负极，在负载&上 电流流向为从节点B至节点A，此时的负载状态规定为负向电压脉冲。实际使用表明，随着系统运行状况不同，负载&具有不同的特性，是一种非常复杂 的等效负载。在某种工况下，负载&呈阻性，但在其它多数工况下，负载&呈感性或呈容 性。图2a和图2b分别为理想和实际电压或电流波形的示意图。在负载呈阻性的理想情况 下，负载上施加的是双极性矩形波，如图2a所示。而负载呈感性或呈容性时，负载上施加的 电流或电压波形严重失真，波形前沿呈指数上升，后沿呈斜阶跃下降而使波形拖尾，如图2b 所示。另外，即使在负载呈阻性的情况下，由于脉冲电子开关器件关断延时，负载上施加的 电流或电压也同样会出现如图2b所示的波形。研究表明，后沿下降拖尾波形将严重影响负 载的工作性能。实际使用中，希望后沿波形拖尾的时间越短越好。以原油电脱水脱盐应用为例，后沿下降拖尾波形影响负载工作性能具体体现在(1)当电脱水脱盐负载呈感性时，电流不能突变，负载储存的磁场能量需要合适的 回路释放。二极管为线圈绕组提供续流回路，因为电源的内阻相对负载阻抗很小，所以线圈 向电源放电。在产生负向脉冲过程中，电流回路为节点A—等效开关器件K2—电源负极 —电源正极一等效开关器件K3 —节点B —负载& —节点A。在负向脉冲电压向零向电压切 换时，电流回路为节点A —等效开关器件K1 —电源正极一电源负极一等效开关器件K4 — 节点B —负载& —节点A。由此可见，当电脱水脱盐负载呈感性时，由于负载的能量在短时 间内难以释放，因此会影响电脱水脱盐电源脉冲的频率、占空比以及脉冲宽度，无法提供高5频脉冲电场。(2)当电脱水脱盐负载呈容性时，负载电压不能突变，容性负载储存的电场能量需 要合适的回路释放。但由于H型桥式发射脉冲电路的现有成对控制方式无法提供合适的放 电回路，因此也会影响电脱水脱盐电源脉冲的频率、占空比以及脉冲宽度，无法提供高频脉 冲电场。(3)前面分析表明，由于需要向电源放电，因此在放电过程中会对电源中的电子器 件产生冲击，不仅降低了电源的工作可靠性，而且缩短了电源的使用寿命。(4)同时，向电源放电时对直流电源的冲击会耦合到开关电源变压器的其它绕组 上，造成多路变压器及其绕组的电压不稳定。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，有效消除由 呈感性负载、呈容性负载及脉冲电子开关器件关断延时带来的脉冲电流或电压拖尾，减小 脉冲电流或电压的波形失真。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种脉冲开关控制装置，包括由第一开关单 元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元组成的H型桥式发射脉冲模块，所述第一 开关单元和第四开关单元、第二开关单元和第三开关单元组成对角开关组，所述第一开关 单元和第三开关单元、第二开关单元和第四开关单元组成相对开关组；还包括一控制模块， 所述控制模块分别与每个开关单元连接，用于在发射脉冲时控制一个对角开关组中的开关 单元导通，另一个对角开关组中的开关单元关断，形成脉冲回路，在发射脉冲停止时，控制 一个相对开关组中的开关单元导通，另一个相对开关组中的开关单元关断，形成放电回路。进一步地，所述控制模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一开关单元在发射正向脉冲时导通，在发射正向脉 冲停止时关断；第二控制端，用于控制所述第二开关单元在发射正向脉冲时关断，在发射正 向脉冲停止时导通；第三控制端，用于控制所述第三开关单元在发射正向脉冲和发射正向 脉冲停止时关断；第四控制端，用于控制所述第四开关单元在发射正向脉冲和发射正向脉 冲停止时导通。进一步地，所述控制模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一开关单元在发射正向脉冲和发射正向脉冲停止时 导通；第二控制端，用于控制所述第二开关单元在发射正向脉冲和发射正向脉冲停止关断； 第三控制端，用于控制所述第三开关单元在发射正向脉冲时关断，在发射正向脉冲停止时 导通；第四控制端，用于控制所述第四开关单元在发射正向脉冲时导通，在发射正向脉冲停 止时关断。进一步地，所述控制模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一开关单元在发射负向脉冲和发射负向脉冲停止时 关断；第二控制端，用于控制所述第二开关单元在发射负向脉冲和发射负向脉冲停止时导 通；第三控制端，用于控制所述第三开关单元在发射负向脉冲时导通，在发射负向脉冲停止 时关断；第四控制端，用于控制所述第四开关单元在发射负向脉冲时关断，在发射负向脉冲 停止时导通。进一步地，所述控制模块包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一开关单元在发射负向脉冲时关断，在发射负向脉 冲停止时导通；第二控制端，用于控制所述第二开关单元在发射负向脉冲时导通，在发射负 向脉冲停止时关断；第三控制端，用于控制所述第三开关单元在发射负向脉冲和发射负向 脉冲停止时导通；第四控制端，用于控制所述第三开关单元在发射负向脉冲和发射负向脉 冲停止时关断。在上述技术方案基础上，所述第一开关单元与第二开关单元的一端通过第一节点 连接，另一端分别连接电源的正负极，所述第三开关单元与第四开关单元的一端通过第二 节点连接，另一端分别连接电源的正负极，所述第一节点与第二节点之间设置负载，所述放 电回路上设置放电负载。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种脉冲开关控制方法，脉冲开关包括由 第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元组成的H型桥式发射脉冲电 路，所述第一开关单元和第四开关单元、第二开关单本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脉冲开关控制装置，包括由第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元组成的Ｈ型桥式发射脉冲模块，所述第一开关单元和第四开关单元、第二开关单元和第三开关单元组成对角开关组，所述第一开关单元和第三开关单元、第二开关单元和第四开关单元组成相对开关组；其特征在于，还包括一控制模块，所述控制模块分别与每个开关单元连接，用于在发射脉冲时控制一个对角开关组中的开关单元导通，另一个对角开关组中的开关单元关断，形成脉冲回路，在发射脉冲停止时，控制一个相对开关组中的开关单元导通，另一个相对开关组中的开关单元关断，形成放电回路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁志珊，邱银锋，刘丽萱，宋安阳，魏学良，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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