[發(fā)明專利]一種一體化多路大功率高壓脈沖發(fā)生裝置

有效

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• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107294418B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東杰;葉海福;董志芳;汪燕;曹玉琳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: H02M9/02
• 分類號: H02M9/02
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是脈沖功率控制領(lǐng)域，尤其是一種一體化多路大功率高壓脈沖發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，人們常常需要多路高壓脈沖（數(shù)千伏、數(shù)千安）按照設(shè)定的時序（同時、順序）進行放電。現(xiàn)階段在實現(xiàn)多路高壓脈沖輸出主要采用脈沖變壓器的方式產(chǎn)生，但這種方案有三個缺點：一、需要各路脈沖變壓器的參數(shù)高度一致才能產(chǎn)生同步性較好的脈沖信號；二、產(chǎn)生的高壓脈沖能量很小（0.1mJ以下），與脈沖功率應(yīng)用（大于1J）的需求差距很大，三、如要實現(xiàn)多路同步、順序、分組的程控模式輸出，采用單一電容儲能，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的方式理論上可以實現(xiàn)高壓脈沖的同步、順序、分組輸出，但效率較低且同步性受充電時間的限制，大功率的轉(zhuǎn)換開關(guān)的頻繁切換，易受惡劣電磁環(huán)境的影響而誤觸發(fā)。

一方面主要通過電容儲能進行時域壓縮的方式還占據(jù)著主要地位，多路高壓脈沖發(fā)生裝置具有體積小、輸出脈沖功率大、脈沖輸出同步性好、輸出模式多、控制簡單等優(yōu)點，是實現(xiàn)同步起爆控制的關(guān)鍵系統(tǒng)；同時多路高壓脈沖發(fā)生裝置在航空、航天技術(shù)、高能/高速成像、工業(yè)探傷、醫(yī)學(xué)研究方面應(yīng)用前景廣闊，如火箭點火、工業(yè)CT、高速成像、物理研究、反導(dǎo)/反飛機武器系統(tǒng)等方面，多路高壓脈沖發(fā)生裝置具有不可替代的作用，同時也成為世界各國研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種一體化多路大功率高壓脈沖發(fā)生裝置的技術(shù)方案，該方案采用直流高壓變換裝置為高壓儲能裝置充電，然后使用脈沖輸出控制裝置控制高壓觸發(fā)模塊，使高壓儲能裝置向負(fù)載釋放高壓脈沖，能夠無需使用高壓電輸入，只需使用低壓直流電輸入，即可滿足對多路負(fù)載同步輸出電壓幅值2-4kV且電流幅值約4kA的大功率高壓脈沖。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的：

一種一體化多路大功率高壓脈沖發(fā)生裝置，包括有圓盆狀屏蔽殼體、高壓儲能裝置、高壓觸發(fā)模塊、直流高壓變換裝置、脈沖輸出控制裝置、安全保險裝置和負(fù)載；屏蔽殼體包括有內(nèi)盆體部分和外翻邊部分；高壓儲能裝置設(shè)置在內(nèi)盆體部分的外圈上；高壓觸發(fā)模塊設(shè)置在高壓儲能裝置側(cè)邊；直流高壓變換裝置、脈沖輸出控制裝置、安全保險裝置設(shè)置在內(nèi)盆體部分的中部；負(fù)載設(shè)置在外翻邊部分上；安全保險裝置與直流高壓變換裝置電連接；直流高壓變換裝置與高壓儲能裝置電連接；高壓儲能裝置還與高壓觸發(fā)模塊和負(fù)載電連接；高壓觸發(fā)模塊與脈沖輸出控制裝置電連接。

作為本方案的優(yōu)選：一個高壓儲能裝置、一個高壓觸發(fā)模塊和一個負(fù)載組成一套高壓輸出結(jié)構(gòu)；所述高壓輸出結(jié)構(gòu)為多個，均勻分部在屏蔽殼體上。

作為本方案的優(yōu)選：多組高壓輸出結(jié)構(gòu)能夠同步輸出。

作為本方案的優(yōu)選：安全保險裝置能夠控制直流高壓變換裝置的啟停。

本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中該方案采用直流高壓變換裝置為高壓儲能裝置充電，然后使用脈沖輸出控制裝置控制高壓觸發(fā)模塊，使高壓儲能裝置向負(fù)載釋放高壓脈沖，能夠無需使用高壓電輸入，只需使用低壓直流電輸入，即可滿足對多路負(fù)載同步輸出電壓幅值2-4kV且電流幅值約4kA的大功率高壓脈沖。

本發(fā)明實現(xiàn)了國內(nèi)首套多路高壓脈沖發(fā)生裝置樣機，實現(xiàn)了高重頻大功率多路高壓脈沖的同步、順序、分組輸出。

由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性特點和進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為高壓儲能裝置，2為高壓觸發(fā)模塊，3為直流高壓變換裝置，4為脈沖輸出控制裝置，5為安全保險裝置，6為負(fù)載，7為殼體。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過一個具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本方案進行闡述。