[發明專利]一種重復頻率的脈沖倍壓發生裝置

有效

• 申請號: 201210382348.2
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102931867A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 丁衛東;任航;吳佳瑋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M9/04
• 分類號: H02M9/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，包括脈沖源、磁壓縮電路、脈沖變壓器和脈沖倍增級聯單元；脈沖源通過電感給磁壓縮電路充電，輸入脈沖經過磁壓縮電路前沿壓縮后送入脈沖變壓器進行初級倍壓，然后再送入脈沖倍增級聯單元進行二次倍壓及前沿壓縮；

磁壓縮電路通過電感與脈沖源相連接，包括多級磁壓縮單元，每級磁壓縮單元包括電容和磁開關，電容的一端和磁開關的一端相連接，電容的另一端和磁開關的另一端與下一級電容并聯；

磁壓縮電路通過脈沖變壓器與脈沖倍增級聯單元相連接；

脈沖倍增級聯單元包括多個級聯的脈沖倍增單元，每個脈沖倍增單元包括第一電容和第二電容，耦合磁開關并聯在第一電容的兩端，第一電容和第二電容之間設有二極管，二極管的陰極連接第一電容一端，陽極連接第二電容一端，第一電容的另一端和第二電容的另一端相連；脈沖倍增單元的電壓輸入端為第一電容的兩端，輸出端為二極管的陽極對二極管的陰極，相鄰脈沖倍增單元的級聯方式為前級的二極管陽極連接后級的二極管陰極，耦合磁開關耦合于同一磁芯上。

2.如權利要求1所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，所述的脈沖倍增單元中第一電容與與耦合磁開關并聯，第二電容的一個引腳與第一電容的一個引腳相連，另一個引腳連接二極管的陽極，二極管的陰極連接至第一電容的另一個引腳。

3.如權利要求1或2所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，所述的脈沖倍增級聯單元為N個級聯的脈沖倍增單元，前級二極管的陽極連接后級二極管的陰極。

4.如權利要求3所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，所述的脈沖倍增級聯單元的輸入端為第一級脈沖倍增單元的第一電容的兩端，輸出端為第N級脈沖倍增單元的二極管的陽極對第一電容的二極管陰極。

5.如權利要求3所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，所述的為N個級聯的脈沖倍增單元中的2N個電容具有相同的參數，N個磁開關耦合至同一磁芯且具有相同參數，其同名端排列均為同一方向。

6.如權利要求3所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，所述的脈沖倍增級聯單元在充電階段時，N個耦合磁開關處于非飽和狀態，第一級脈沖倍增單元的兩個電容被輸入脈沖并聯充電，二極管過正向電流，第一級脈沖倍增單元的耦合磁開關兩端的充電電壓感應到其后級聯的N-1級的耦合磁開關兩端，同時向后面N-1級模塊中的所有電容充電，所有電容電壓被同時充到峰值U；

所有電容電壓充到峰值U后進入放電階段，耦合磁開關所在的磁芯飽和，相間的電容和與其并聯的耦合磁開關振蕩放電，在半個周期內放電的電容電壓從U變為-U，在此階段，由于二極管的反向電壓隔離，剩余的一半電容電壓維持不變，從N個串聯的二極管兩端輸出了電壓，其幅值是2N個電容電壓的疊加為2NU。

7.如權利要求1所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，脈沖源通過電感向磁壓縮電路充電后，首先對首個磁壓縮單元的電容C₅充電，其兩端電壓達到峰值時，首個磁壓縮單元的磁開關MS₂飽和導通，電容C₅通過MS₂的飽和電感開始向下級磁壓縮單元的電容C₆諧振充電，C₆充電至峰值時，下級磁壓縮單元的磁開關MS₃飽和導通，電容C₆通過磁開關MS₃的飽和電感與脈沖變壓器向脈沖倍增級聯單元充電。

8.如權利要求7所述的重復頻率的脈沖倍壓發生裝置，其特征在于，向脈沖倍增級聯單元充電時，在脈沖倍增級聯單元的電容充電至峰值前，耦合磁開關未導通，脈沖倍增級聯單元等效為所有電容的并聯，對所有電容完成同步充電，二極管在充電階段流過正向電流；

所有電容充電至峰值后耦合磁開關飽和，相間的電容和與其并聯的耦合磁開關振蕩放電，在半個周期內放電的電容電壓翻轉。