[實用新型]一種分組自觸發式直線變壓器驅動源

有效

• 申請號: 201220700611.3
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN202998027U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 涂卓麟;邱劍;劉克富
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H03K5/00
• 分類號: H03K5/00;H03K17/96
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本實用新型屬于脈沖功率技術領域，具體涉及一種應用電磁感應產生觸發信號，實現開關自觸發的直線變壓器驅動源（Linear?Transformer?Driver,?LTD）。

技術背景

LTD是一種新的脈沖功率技術，具有成為下一代主流脈沖功率技術的潛質。利用LTD技術能夠產生上升時間約100ns的高功率脈沖直接驅動負載而不需要任何脈沖壓縮段。

LTD由一個開關和一個電容器（單向充電）或兩個電容器（正負充電）串聯組成一個子塊，若干個子塊并聯構成一個模塊，若干個模塊通過感應疊加串聯為一路。若需更大電流，采用多路并聯，可建造大型裝置。LTD的原理和脈沖變壓器相似。每一個模塊相當于一個初級繞組，若干個模塊串聯共用一個次級導體，相當于一個由多個初級繞組和一個單匝次級繞組組成的變壓器。電容通過開關放電提供初級電流，能量通過磁芯從初級耦合到次級，實現疊加。

然而，LTD在運用于超大型裝置時，須同步觸發的開關達到十萬量級，大規模開關同步觸發是一大挑戰。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種可靠性強的分組自觸發式直線變壓驅動源。

本實用新型運用磁芯感應耦合原理，通過在LTD前級感應腔磁芯上加上副繞組實現在前級感應腔導通時同步產生高壓快脈沖信號，該信號被引入后級感應腔觸發氣體開關，從而實現LTD的自觸發。

該實用新型由兩種不同類型感應腔模塊組成，第一種類型的感應腔模塊為具有副繞組的感應腔模塊，用觸發感應腔來表示，該模塊與普通的感應腔模塊的區別是在磁芯上有加繞上一定匝數的線圈，該線圈一端外殼接地，一端作為高壓觸發信號引出感應腔，該模塊的開關的觸發是通過外加觸發信號完成的。第二種類型的感應腔其結構與普通的感應腔模塊相同，其與普通感應腔模塊唯一的區別在于該感應腔模塊中氣體開關的觸發信號是來自于第一種感應腔模塊的副繞組產生的高壓脈沖信號。

本實用新型提供的一種分組自觸發式直線變壓器驅動源，被劃分為若干組模塊，其通過次級中心匯流桿依次相互串聯，每組模塊各包含若干個感應腔模塊，每組模塊中的第一個感應腔模塊為觸發感應腔模塊，其后連接的均為普通感應腔模塊，感應腔模塊之間依次相互串聯，其中：觸發感應腔模塊磁芯上加繞一組線圈，該線圈一端通過外殼接地，另一端通過導線將高壓觸發信號從觸發感應腔模塊引出，普通感應腔模塊中的開關觸發端接收從觸發感應腔模塊中引出的高壓觸發信號。

本實用新型中，所述普通感應腔模塊中，整個感應腔都被密閉在外殼中，環狀磁芯置于外殼內，與外殼同軸放置，外殼的一端和電容、觸發開關依次相連；外殼的另一端與次級中心匯流桿相連、次級中心匯流桿與外殼同軸放置。

本實用新型中，每組模塊包含2個以上感應腔模塊，優選5-50個感應腔模塊。

工作時，先把電容正負充電到工作電壓，然后依照一定時序給每組觸發感應腔模塊外部觸發信號，使其子塊中電容放電，因為電磁感應中心匯流桿和副繞組都能獲得一個高壓快脈沖。中心匯流桿上感應電壓沿中心匯流桿向后傳播，而副繞組上產生的高壓則被引入同組的普通感應腔模塊中，使氣體開關觸發，普通感應腔模塊的電容放電，將儲存的能量輸出到中心匯流桿上，這樣就實現了同組的感應腔模塊的同步觸發。隨著脈沖電壓在中心匯流桿上的傳播，外觸發信號同步的觸發每組的觸發感應腔模塊的氣體開關，觸發感應腔模塊依次導通引起同組所有的感應腔模塊導通，從而實現整路LTD的自觸發。雖然觸發氣體開關會導致中心匯流桿上的輸出總能量有所減少，但減少的能量很少，可以忽略不計。

由工作原理知，該自觸發LTD只需觸發m個觸發感應腔模塊即可實現整路LTD的觸發，大大減少了所需觸發脈沖的數量。它具有所需觸發硬件少，工作穩定可靠，能有效實現電壓疊加等優點。當該自觸發LTD運用于超大型裝置時，可解決常規LTD的十萬量級氣體開關的同步觸發問題。

本實用新型所述的技術方案具有以下優點：

（1）本實用新型可減少所需外觸發信號；

（2）?外觸發同步性要求比傳統的LTD裝置低；

（3）系統可靠性強，感應腔模塊中的開關能夠被有效觸發；

（4）具有很好的可擴展性，感應腔模塊的數目可以自由調整而不需要增加外觸發數目，非常適合大規模的LTD裝置；

（5）具有模塊化結構，能夠靈活調整觸發時序實現達到智能化調整輸出波形的目的。

附圖說明

圖1為普通感應腔模塊電路結構示意圖。

圖2為觸發感應腔模塊感應腔電路結構示意圖。

圖3為本實用新型中分組自觸發式直線變壓器驅動源的工作原理圖。