[實用新型]高壓脈沖磁開關(guān)的無級脈寬調(diào)整電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020630225.2
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN201947235U
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃雷;鄧維軍;馮宗明;謝敏;梁川;吳紅光;葉超;代剛;黃斌;馬成剛;任青毅;龍燕;鄧明海;曹寧翔;趙娟;李璽欽;于治國;馬勛;馬軍;李亞維;丁明軍;馮莉;李巨;李晏敏;王浩;王衛(wèi);張振濤;賈興;曹科峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，具體為采用磁開關(guān)的高功率脈沖輸出脈寬調(diào)整電路。

背景技術(shù)

在脈沖功率系統(tǒng)中，高壓脈沖可以通過設(shè)計磁開關(guān)來實現(xiàn)脈寬調(diào)整。《強(qiáng)激光與粒子束》2010年4月第4期發(fā)表了題為《150kV/1kHz電暈等離子體驅(qū)動電源實驗研究》的文章。文中將磁開關(guān)與負(fù)載并聯(lián)，通過磁開關(guān)飽和前后電感量的突變實現(xiàn)開關(guān)的作用，將負(fù)載上的原脈沖斬成脈寬較小的脈沖，從而實現(xiàn)脈寬的調(diào)整。通過此方法所產(chǎn)生脈沖的脈沖寬度與磁開關(guān)的非飽和電感量相關(guān)，該非飽和電感量是由磁開關(guān)的材料、截面積、繞線匝數(shù)來決定的，在材料、截面積不能更改的情況下，增減繞線匝數(shù)可以更改該非飽和電感量來實現(xiàn)脈寬的調(diào)整，但是這種方式十分不方便，并且不能實現(xiàn)脈寬的無級調(diào)節(jié)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用磁開關(guān)的無級脈寬調(diào)整電路，能實現(xiàn)脈寬的無級調(diào)節(jié)。

本實用新型的解決方案是：一種高壓脈沖磁開關(guān)的無級脈寬調(diào)整電路，包括高壓脈沖波形整型大功率二極管和高壓電容，與高壓電容并聯(lián)的負(fù)載電阻，磁開關(guān)與功率電阻串聯(lián)的電路與負(fù)載電阻并聯(lián)，其特點是磁開關(guān)上聯(lián)有強(qiáng)制飽和電路，強(qiáng)制飽和電路由直流電流源和感應(yīng)線圈構(gòu)成，感應(yīng)線圈繞過磁開關(guān)的磁芯，直流電流源接在感應(yīng)線圈的兩端。

本實用新型的工作過程是：大功率二極管和高壓電容一起作用對輸入的高壓脈沖進(jìn)行波形整型后對負(fù)載電阻輸出，而磁開關(guān)與功率電阻的作用就是在脈沖還沒有結(jié)束的時候由于磁開關(guān)的飽和而將負(fù)載電阻上電壓強(qiáng)行拉低，從而實現(xiàn)對前級脈沖的脈寬調(diào)整。在感應(yīng)線圈的回路中通入直流電流后，若該直流電流產(chǎn)生的磁通方向與主回路電流所產(chǎn)生的磁通方向相反，就會增加磁開關(guān)的非飽和電感量，使得輸出脈沖的寬度增大；同理，磁通方向相同就會使輸出脈沖的寬度減小。脈寬增大或者減小的程度由直流電流的大小決定。也就是說，通過直流電流增大、減小就可以實現(xiàn)脈寬無級調(diào)節(jié)的功能。

本實用新型的解決方案中感應(yīng)線圈采用單匝線圈，相應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單。

本實用新型的優(yōu)點是：通過在磁開關(guān)上聯(lián)有強(qiáng)制飽和電路，強(qiáng)制飽和電路的直流電流源通入直流電流后其電流產(chǎn)生的磁通方向與主回路電流所產(chǎn)生的磁通決定了輸出脈沖的寬度增大或減小，通入直流電流大小決定了脈寬寬度，從而實現(xiàn)了高功率系統(tǒng)中對脈沖脈寬的無級調(diào)節(jié)，方法簡單，實用性強(qiáng)。

附圖說明

本實用新型將通過附圖比較以及結(jié)合實例的方式說明：

圖1為本實用新型的電路圖

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型實施例如圖1所示，高壓脈沖磁開關(guān)的無級脈寬調(diào)整電路包括大功率二極管D和高壓電容C，負(fù)載電阻RL與高壓電容C并聯(lián)，而磁開關(guān)MS與功率電阻R?1串聯(lián)的電路又與負(fù)載電阻RL并聯(lián)，磁開關(guān)MS上聯(lián)有強(qiáng)制飽和電路I，強(qiáng)制飽和電路I由直流電流源F和單匝線圈L構(gòu)成，單匝線圈L繞過磁開關(guān)MS的磁芯，直流電流源F接在單匝線圈L的兩端。磁開關(guān)MS與負(fù)載電阻RL并聯(lián)，功率電阻R1用于磁開關(guān)MS飽和導(dǎo)通時泄放電流，該電路可以對前級脈沖的脈寬T1進(jìn)行調(diào)整，得到脈寬為T2的輸出脈沖，T2＜T1。磁開關(guān)MS的磁芯中穿過單匝線圈L，使用直流恒流源在該線圈中產(chǎn)生恒定電流I2，主電路電流為I1，需要調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度時，只需要更改恒流源的輸出電流方向與電流值即可。若要T2＜T1，使I2在磁芯中產(chǎn)生的磁通與I1的同向；若要T2＞T1，則使I2在磁芯中產(chǎn)生的磁通與I1的相反。本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。