高压脉冲磁开关的无级脉宽调整电路制造技术

技术编号:6730380 阅读:355 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术为采用磁开关的高功率脉冲输出脉宽调整电路,包括高压脉冲波形整型大功率二极管和高压电容,与高压电容并联的负载电阻,磁开关与功率电阻串联的电路与负载电阻并联,磁开关上联有强制饱和电路,强制饱和电路由直流电流源和感应线圈构成,感应线圈绕过磁开关的磁芯,直流电流源接在感应线圈的两端。本实用新型专利技术通过在磁开关上联有强制饱和电路,其直流电流源通入直流电流后决定了输出脉冲的宽度增大或减小,通入直流电流大小决定了脉宽宽度,从而实现了高功率系统中对脉冲脉宽的无级调节,方法简单,实用性强。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术属于脉冲功率
,具体为采用磁开关的高功率脉冲输出脉宽调整电路。
技术介绍
在脉冲功率系统中,高压脉冲可以通过设计磁开关来实现脉宽调整。《强激光与粒子束》2010年4月第4期发表了题为《150kV/1kHz电晕等离子体驱动电源实验研究》的文章。文中将磁开关与负载并联,通过磁开关饱和前后电感量的突变实现开关的作用,将负载上的原脉冲斩成脉宽较小的脉冲,从而实现脉宽的调整。通过此方法所产生脉冲的脉冲宽度与磁开关的非饱和电感量相关,该非饱和电感量是由磁开关的材料、截面积、绕线匝数来决定的,在材料、截面积不能更改的情况下,增减绕线匝数可以更改该非饱和电感量来实现脉宽的调整,但是这种方式十分不方便,并且不能实现脉宽的无级调节。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种采用磁开关的无级脉宽调整电路,能实现脉宽的无级调节。本技术的解决方案是:一种高压脉冲磁开关的无级脉宽调整电路,包括高压脉冲波形整型大功率二极管和高压电容,与高压电容并联的负载电阻,磁开关与功率电阻串联的电路与负载电阻并联,其特点是磁开关上联有强制饱和电路,强制饱和电路由直流电流源和感应线圈构成,感应线圈绕过磁开关的磁芯,直流电流源接在感应线圈的两端。本技术的工作过程是:大功率二极管和高压电容一起作用对输入的高压脉冲进行波形整型后对负载电阻输出,而磁开关与功率电阻的作用就是在脉冲还没有结束的时候由于磁开关的饱和而将负载电阻上电压强行拉低,从而实现对前级脉冲的脉宽调整。在感应线圈的回路中通入直流电流后,若该直流电流产生的磁通方向与主回路电流所产生的磁通方向相反,就会增加磁开关的非饱和电感量,使得输出脉冲的宽度增大;同理,磁通方向相同就会使输出脉冲的宽度减小。脉宽增大或者减小的程度由直流电流的大小决定。也就是说,通过直流电流增大、减小就可以实现脉宽无级调节的功能。本技术的解决方案中感应线圈采用单匝线圈,相应结构简单。本技术的优点是:通过在磁开关上联有强制饱和电路,强制饱和电路的直流电流源通入直流电流后其电流产生的磁通方向与主回路电流所产生的磁通决定了输出脉冲的宽度增大或减小,通入直流电流大小决定了脉宽宽度,从而实现了高功率系统中对脉冲脉宽的无级调节,方法简单,实用性强。附图说明本技术将通过附图比较以及结合实例的方式说明:图1为本技术的电路图-->具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。本技术实施例如图1所示,高压脉冲磁开关的无级脉宽调整电路包括大功率二极管D和高压电容C,负载电阻RL与高压电容C并联,而磁开关MS与功率电阻R 1串联的电路又与负载电阻RL并联,磁开关MS上联有强制饱和电路I,强制饱和电路I由直流电流源F和单匝线圈L构成,单匝线圈L绕过磁开关MS的磁芯,直流电流源F接在单匝线圈L的两端。磁开关MS与负载电阻RL并联,功率电阻R1用于磁开关MS饱和导通时泄放电流,该电路可以对前级脉冲的脉宽T1进行调整,得到脉宽为T2的输出脉冲,T2<T1。磁开关MS的磁芯中穿过单匝线圈L,使用直流恒流源在该线圈中产生恒定电流I2,主电路电流为I1,需要调节输出脉冲的宽度时,只需要更改恒流源的输出电流方向与电流值即可。若要T2<T1,使I2在磁芯中产生的磁通与I1的同向;若要T2>T1,则使I2在磁芯中产生的磁通与I1的相反。本说明书中公开的所有特征,除了互相排斥的特征以外,均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压脉冲磁开关的无级脉宽调整电路,包括高压脉冲波形整型大功率二极管(D)和高压电容(C),与高压电容(C)并联的负载电阻(RL),磁开关(MS)与功率电阻(R1)串联的电路与负载电阻(RL)并联,其特点是磁开关(MS)上联有强制饱和电路(I),强制饱和电路(I)由直流电流源(F)和感应线圈(D)构成,感应线圈(L)绕过磁开关(MS)的磁芯,直流电流源(F)接在感应线圈(L)的两端。

【技术特征摘要】
1.一种高压脉冲磁开关的无级脉宽调整电路,包括高压脉冲波形整型大功率二极管(D)和高压电容(C),与高压电容(C)并联的负载电阻(RL),磁开关(MS)与功率电阻(R1)串联的电路与负载电阻(RL)并联,其特点是磁开关(MS)上联有强制饱和...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄雷邓维军冯宗明谢敏梁川吴红光叶超代刚黄斌马成刚任青毅龙燕邓明海曹宁翔赵娟李玺钦于治国马勋马军李亚维丁明军冯莉李巨李晏敏王浩王卫张振涛贾兴曹科峰
申请(专利权)人:中国工程物理研究院流体物理研究所
类型:实用新型
国别省市:51

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