一种匹配电路和使用该匹配电路的大功率脉冲电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种匹配电路，包括：直流供电模块、信号控制模块、隔离变压模块、开关模块和保护电路模块；同时，本实用新型专利技术还提出使用该匹配电路的大功率脉冲电源，包括直流电源模块、逆变模块、高频变压模块、脉冲开关模块和所述匹配电路。上述匹配电路提供一种脉冲电源，用于与低压大功率脉冲电源或者高压大功率脉冲电源叠加，使大功率脉冲电源的上升沿变得陡直；本实用新型专利技术大功率脉冲电源将匹配电路的输入端与所述直流电源模块连接，对脉冲开关模块关断引起的电压尖峰起到缓冲电路的作用，减少电磁干扰对电网的冲击；输出端连接在所述脉冲开关模块的输出端和负载之间，向负载提供上升沿陡直的脉冲电源。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及匹配电路，具体是ー种匹配电路和使用该匹配电路的大功率脉冲电源。
技术介绍
中国专利文献CN101667780A提出的ー种应用于电镀过程的高频脉冲电源，參见图I所示，包括直流母线电压整流器、Buck幅值调节器、两相桥式逆变器、高频变压器、高频整流器和电子开关，其中，所述直流母线电压整流器输出的直流母线电压经所述Buck幅值调节器调节幅值后输送到所述两相桥式逆变器，再经所述两相桥式逆变器调节占空比后输送到所述高频变压器，然后送到所述高频整流器，最后由所述高频整流器送到电子开关，输 出幅值和占空比可调的高频脉冲电源信号。上述专利文献中的技术方案提供了ー种能够对电压幅值和占空比都可以进行调节的高频脉冲电源。实际上，在电子开关开通吋，其通过的电流快速变大，产生很大的电流瞬变，使得电子开关消耗功率变大；电子开关导通和能量传输都需要时间，并且，电子开关导通所需要的能量比电子开关处于稳定状态时多，这使得脉冲电源的上升沿变缓；电子开关的瞬间导通产生感抗、阻抗和负载的功率大使得电网电源电压下降，影响电网的稳定性。在电子开关关断时，所述电子开关两端的电压快速升高，产生很大的电压瞬变，对电网电压进行反馈，而且，没有负载，使得电网电压升高，为电子开关处于稳定状态时电压值的两倍以上，很大的电压瞬变同时会产生严重的谐波干扰，电网电压升高和严重的谐波干扰影响电网的稳定性，也影响脉冲电源的正常工作。所以，上述专利文献中存在脉冲电源上升沿缓和电磁干扰严重两个技术问题。
技术实现思路
本技术所要解决的是大功率脉冲电源中脉冲电源上升缓的技术问题，提供一种匹配电路和使用该匹配电路的大功率脉冲电源。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下—种匹配电路,包括直流供电模块，包括对外输出直流电的输出端；信号控制模块，包括方波发生器，包括输出预定频率的方波脉冲信号的输出端；比较单元，具有两个输入端和ー个输出端，所述比较単元的一个所述输入端与所述方波发生器的所述输出端连接，所述比较単元的另ー个所述输入端接第一基准电压，所述比较単元的所述输出端用于输出控制信号；当所述方波脉冲信号的电平高于所述第一基准电压时，所述比较单元输出的所述控制信号为高电平；当所述方波脉冲信号的电平低于所述第一基准电压时，所述比较单元输出的所述控制信号为低电平；隔离变压模块，前端具有两个输入端，后端具有两个输出端；所述隔离变压模块的ー个所述输入端接所述比较単元的所述输出端，所述隔离变压模块的另ー个所述输入端接地；所述隔离变压模块用于匹配所述比较单元输出的所述控制信号的电压值与开关模块输入的控制信号的电压值，控制所述开关模块工作在开或者关状态；开关模块，前端具有一个输入端和一个控制端，后端具有ー个输出端；所述开关模块的所述输入端与所述直流供电模块的所述输出端连接；所述开关模块的所述控制端与所述隔离变压模块的ー个所述输出端连接；所述开关模块的所述输出端与所述隔离变压模块的另ー个所述输出端连接，并共同接保护电路模块的输入端；当所述开关模块的所述控制端输入的所述控制信号为高电平时，所述开关模块导通；当所述开关模块的所述控制端输入的所述控制信号为低电平时，所述开关模块截止；保护电路模块，用于保护所述开关模块不被击穿或烧坏，所述保护电路模块包括一个输入端和ー个输出端，所述保护电路的所述输出端对外输出脉冲电源。所述的匹配电路中，所述第一基准电压的电压值为所述方波脉冲信号高电平的10% -90%。所述的匹配电路中，所述开关模块包括场效应晶体管，所述场效应晶体管包括漏极、栅极和源扱；其中，所述漏极作为所述开关模块的所述输入端，所述栅极作为所述开关模块的所述控制端，所述源极作为所述开关模块的所述输出端。所述的匹配电路中，所述比较単元包括第一运算放大器，所述第一运算放大器包括同相输入端、反相输入端和输出端；所述第一运算放大器的所述反相输入端接所述第一基准电压，所述第一运算放大器的所述同相输入端接所述方波发生器的所述输出端，所述第一运算放大器的所述输出端作为所述比较单元的所述输出端；在所述方波发生器的所述输出端与所述第一运算放大器的所述同相输入端之间还连接有第一电阻、第二电阻、可变电阻、一个电容和第三ニ极管；所述电容的一端接所述方波发生器的所述输出端，所述电容的另一端接所述第一电阻的一端，并共同与所述第三ニ极管的正极相连；所述第三ニ极管的负极与所述第二电阻的一端连接，并共同接所述第一运算放大器的所述同相输入端；所述第二电阻的另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述可变电阻的一端连接，所述可变电阻的另一端接地。所述的匹配电路中，所述隔离变压模块包括隔离变压器，所述隔离变压器前端具有两个输入端作为所述隔离变压模块的两个所述输入端，所述隔离变压器后端具有两个输出端作为所述隔离变压模块的两个所述输出端；所述隔离变压器的ー个所述输出端通过第三电阻与所述场效应晶体管的所述栅极连接，所述隔离变压器的另ー个所述输出端接所述场效应晶体管的源扱；所述隔离变压器连接所述第一运算放大器的所述输入端与所述隔离变压器连接所述第三电阻的所述输出端是同名端。所述的匹配电路中，所述保护电路模块包括用于储能的电感、用于单向导通的第一二极管和用于续流的第二ニ极管，所述电感的一端与所述第二ニ极管的负极相连，作为所述保护电路模块的输入端；所述第二ニ极管的正极接地；所述电感的另一端接所述第一二极管的正扱；所述第一ニ极管的负极作为所述保护电路模块的输出端。ー种使用所述匹配电路的大功率脉冲电源，包括直流电源模块，包括用于输出直流电的输出端；逆变模块，包括一个输入端和ー个输出端，所述输入端与所述直流电源模块的所述输出端连接，所述逆变模块的所述输出端用于输出高频脉冲电源；高频变压模块，用于对所述高频脉冲电源进行变压、整流和滤波处理，所述高频变压模块包括一个输入端和ー个输出端，所述输入端与所述逆变模块的所述输出端连接，所述高频变压模块的输出端输出直流电；脉冲开关模块，前端具有一个输入端和一个控制端，后端具有ー个输出端，所述输入端与所述高频变压模块的输出端连接，所述脉冲开关模块的所述控制端与所述方波发生器的输出端连接，所述脉冲开关模块的所述输出端与负载连接，输出脉冲电源；当所述方波发生器输出的方波脉冲信号为高电平时，所述脉冲开关模块处于导通状态，输出所述直流电；当所述方波脉冲信号处于下降沿时，所述脉冲开关模块由导通状态转向关断状态；当所述方波脉冲信号为低电平时，所述脉冲开关模块处于关断状态，没有输出；当所述方波脉冲信号处于上升沿时，所述脉冲开关模块由关断状态转向导通状态；还包括匹配电路，所述匹配电路包括直流供电模块，包括对外输出直流电的输出端；信号控制模块，包括方波发生器，包括输出预定频率的方波脉冲信号的输出端；比较单元，具有两个输入端和ー个输出端，所述比较単元的一个所述输入端与所述方波发生器的所述输出端连接，所述比较单元的另ー个所述输入端接第一基准电压，所述比较単元的所述输出端用于输出控制信号；当所述方波脉冲信号的电平高于所述第一基准电压时，所述比较单元输出的所述控制信号为高电平；当所述方波脉冲信号的电平低于所述第一基准电压时，所述比较单元输出的所述控制信号为低电平；隔离变压模块，前端具有两个输入端，后端具有两个输出端；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种匹配电路，其特征在于，包括 直流供电模块，包括对外输出直流电的输出端； 信号控制模块，包括 方波发生器，包括输出预定频率的方波脉冲信号的输出端； 比较单元，具有两个输入端和ー个输出端，所述比较単元的一个所述输入端与所述方波发生器的所述输出端连接，所述比较単元的另ー个所述输入端接第一基准电压，所述比较单元的所述输出端用于输出控制信号；当所述方波脉冲信号的电平高于所述第一基准电压时，所述比较单元输出的所述控制信号为高电平；当所述方波脉冲信号的电平低于所述第一基准电压时，所述比较单元输出的所述控制信号为低电平； 隔离变压模块，前端具有两个输入端，后端具有两个输出端；所述隔离变压模块的ー个所述输入端接所述比较単元的所述输出端，所述隔离变压模块的另一个所述输入端接地；所述隔离变压模块用于匹配所述比较单元输出的所述控制信号的电压值与开关模块输入的控制信号的电压值，控制所述开关模块工作在开或者关状态； 开关模块，前端具有一个输入端和一个控制端，后端具有ー个输出端；所述开关模块的所述输入端与所述直流供电模块的所述输出端连接；所述开关模块的所述控制端与所述隔离变压模块的ー个所述输出端连接；所述开关模块的所述输出端与所述隔离变压模块的另ー个所述输出端连接，并共同接保护电路模块的输入端；当所述开关模块的所述控制端输入的所述控制信号为高电平时，所述开关模块导通；当所述开关模块的所述控制端输入的所述控制信号为低电平时，所述开关模块截止； 保护电路模块，用于保护所述开关模块不被击穿或烧坏，所述保护电路模块包括ー个输入端和ー个输出端，所述保护电路的所述输出端对外输出脉冲电源。2.根据权利要求I所述的匹配电路，其特征在于，所述第一基准电压的电压值为所述方波脉冲信号高电平的10% -90%。3.根据权利要求2所述的匹配电路，其特征在于，所述开关模块包括场效应晶体管，所述场效应晶体管包括漏极、栅极和源扱；其中，所述漏极作为所述开关模块的所述输入端，所述栅极作为所述开关模块的所述控制端，所述源极作为所述开关模块的所述输出端。4.根据权利要求3所述的匹配电路，其特征在于，所述比较単元包括第一运算放大器，所述第一运算放大器包括同相输入端、反相输入端和输出端；所述第一运算放大器的所述反相输入端接所述第一基准电压，所述第一运算放大器的所述同相输入端接所述方波发生器的所述输出端，所述第一运算放大器的所述输出端作为所述比较单元的所述输出端；在所述方波发生器的所述输出端与所述第一运算放大器的所述同相输入端之间还连接有第ー电阻、第二电阻、可变电阻、一个电容和第三ニ极管；所述电容的一端接所述方波发生器的所述输出端，所述电容的另一端接所述第一电阻的一端，并共同与所述第三ニ极管的正极相连；所述第三ニ极管的负极与所述第二电阻的一端连接，并共同接所述第一运算放大器的所述同相输入端；所述第二电阻的另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述可变电阻的一端连接，所述可变电阻的另一端接地。5.根据权利要求4所述的匹配电路，其特征在于，所述隔离变压模块包括隔离变压器，所述隔离变压器前端具有两个输入端作为所述隔离变压模块的两个所述输入端，所述隔离变压器后端具有两个输出端作为所述隔离变压模块的两个所述输出端；所述隔离变压器的ー个所述输出端通过第三电阻与所述场效应晶体管的所述栅极连接，所述隔离变压器的另ー个所述输出端接所述场效应晶体管的源扱；所述隔离变压器连接所述第一运算放大器的所述输入端与所述隔离变压器连接所述第三电阻的所述输出端是同名端。6.根据权利要求5所述的匹配电路，其特征在于，所述保护电路模块包括用于储能的电感、用于单向导通的第一ニ极管和用于续流的第二ニ极管，所述电感的一端与所述第ニニ极管的负极相连，作为所述保护电路模块的输入端；所述第二ニ极管的正极接地；所述电感的另一端接所述第一ニ极管的正扱；所述第一ニ极管的负极作为所述保护电路模块的输出端。7.—种使用如权利要求1-6任一所述匹配电路的大功率脉冲电源,包括 直流电源模块，包括用于输出直流电的输出端； 逆变模块，包括一个输入端和ー个输出端，所述输入端与所述直流电源模块的所述输出端连接，所述逆变模块的所述输出端用于输出高频脉冲电源； 高频变压模块，用于对所述高频脉冲电源进行变压、整流和滤波处理，所述高频变压模块包括一个输入端和ー个输出端，所述输入端与所述逆变模块的所述输出端连接，所述高频变压模块的输出端输出直流电； 脉冲开关模块，前端具有一个输入端和一个控制端，后端具有ー个输出端，所述输入端与所述高频变压模块的所述输出端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔聪林，
申请(专利权)人：崔聪林，
类型：实用新型
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