[實用新型]一種雙極性高壓脈沖電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320259160.9
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN203278691U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 王劍平;江婷婷;張劍一;蓋玲
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M9/04
• 分類號: H02M9/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種雙極性高壓脈沖電源，其特征在于：包括50kV高壓直流電源、儲能電容、單片機、2個PWM放大電路、2個8個光耦串聯(lián)電路、2個8組8個光耦串聯(lián)電路、2個63個同步變壓器電路、4組32個IGBT串聯(lián)電路、隔離變壓器和2個半波整流電路；50kV高壓直流電源提供的電壓，經(jīng)儲能電容儲能后依次與全橋逆變電路、隔離變壓器和2個半波整流電路相連，最后分別由2個半波整流電路輸出正、負極性的高壓脈沖；全橋逆變電路4個橋臂上的功率開關組S1、S2、S3、S4分別由4組32個串聯(lián)的IGBT組成，每個功率開關組中各自的32個IGBT以串聯(lián)的方式連接，即前一個IGBT的發(fā)射極與后一個IGBT的集電極相連；單片機發(fā)出兩路PWM信號PWM1、PWM2，PWM1信號依次與第一個PWM放大電路、第一個8個光耦串聯(lián)電路、第一個8組8個光耦串聯(lián)電路、第一個63個同步變壓器電路相連，第一個63個同步變壓器電路輸出的64路信號與全橋逆變電路的2個功率開關組S1、S3中各自的32個IGBT相連；PWM2信號依次與第二個PWM放大電路、第二個8個光耦串聯(lián)電路、第二個8組8個光耦串聯(lián)電路、第二個63個同步變壓器電路相連，第二個63個同步變壓器電路輸出的64路信號與全橋逆變電路的2個功率開關組S2、S4中各自的32個IGBT相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極性高壓脈沖電源，其特征在于：所述的2個PWM放大電路、2個8個光耦串聯(lián)電路、2個8組8個光耦串聯(lián)電路，它們各具有相同的電路結(jié)構(gòu)；第一個PWM放大電路由型號為TLP250的光耦U1完成，單片機發(fā)出的PWM1信號經(jīng)電阻R1與光耦U1的2腳相連，放大后的信號由光耦U1的6腳輸出；第一個8個光耦串聯(lián)電路由8個型號均為TLP250的光耦U2~U9組成，光耦U1的6腳經(jīng)電阻R2與光耦U2的2腳相連，光耦U2的3腳與光耦U3的2腳相連，前一個光耦的3腳與后一個光耦的2腳相連，光耦U9的3腳與光耦U1的5腳相連，8個光耦串聯(lián)電路有8路輸出，分別由各自光耦的6腳輸出；第一個8組8個光耦串聯(lián)電路由64個型號均為TLP250的光耦U10~U73組成，每8個光耦一組，8組8個串聯(lián)光耦電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)；第一組8個光耦串聯(lián)電路由光耦U10~U17組成，光耦U2的6腳經(jīng)電阻R3與光耦U10的2腳相連，光耦U10的3腳與光耦U11的2腳相連，前一個光耦的3腳與后一個光耦的2腳相連，光耦U17的3腳與光耦U2的5腳相連；8組8個光耦串聯(lián)電路有64路輸出，分別由各自光耦的6腳輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極性高壓脈沖電源，其特征在于：所述的2個63個同步變壓器電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)；光耦U10~U72各自6腳輸出的PWM信號經(jīng)各自的柵極電阻分別與同步變壓器T1~T63初級繞組的1端相連，光耦U73的6腳輸出的PWM信號經(jīng)柵極電阻與同步變壓器T63次級繞組的2端相連；同步變壓器T1次級繞組的2端與同步變壓器T2初級繞組的1’端相連，前一個同步變壓器次級繞組的2端與后一個同步變壓器初級繞組的1’端相連；同步變壓器T1初級繞組的1’端與IGBTQ1的柵極相連，T1次級繞組的2’端與IGBTQ2的柵極相連，同步變壓器T2次級繞組的2’端與IGBTQ3的柵極相連，以此類推，同步變壓器T63次級繞組的2’端與IGBTQ64的柵極相連；每個同步變壓器初級繞組的1’端與次級繞組的2端是同名端；32個串聯(lián)的IGBTQ1~Q32是全橋逆變電路橋臂上的功率開關組S1，32個串聯(lián)的IGBTQ33~Q64是全橋逆變電路橋臂上的功率開關組S3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極性高壓脈沖電源，其特征在于：所述的隔離變壓器和2個半波整流電路組成雙極性高壓脈沖的輸出電路；隔離變壓器由一個初級繞組和兩個次級繞組組成，初級繞組的1端與第一個次級繞組的2端、第二個次級繞組的3’端是同名端，初級繞組和兩個次級繞組的匝數(shù)相同；隔離變壓器初級繞組的1端、1’端與全橋逆變電路的輸出端相連；隔離變壓器第一個次級繞組的2’端與第二個次級繞組的3端共地；第一個次級繞組的2端與第一個半波整流電路相連，第一個半波整流電路由n個整流二極管D1~Dn串聯(lián)組成，整流二極管D1的陽極與第一個次級繞組的2端相連，整流二極管Dn的陰極輸出正極性高壓脈沖；隔離變壓器第二個次級繞組的3’端與第二個半波整流電路相連，第二個半波整流電路由n個整流二極管Dn+1~D2n組成，整流二極管Dn+1的陰極與第二個次級繞組的3’端相連，整流二極管D2n的陽極輸出負極性高壓脈沖。