[發明專利]脈沖電源電路、脈沖電源、電磁發射裝置和脈沖電源電路的控制方法

在審

• 申請號: 201710639713.6
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107294419A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 劉旭堃;于歆杰;李臻;常馨月;黃松嶺
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02M9/04
• 分類號: H02M9/04
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司11606
• 代理人: 孫巖

本發明公開了一種脈沖電源電路、脈沖電源、電磁發射裝置和脈沖電源電路的控制方法。電源的正極與第一晶閘管的陽極相連接，負極與接地極連接。第二晶閘管與能量轉換電容依次串聯在第一晶閘管的陰極和接地極之間。第二晶閘管的陰極與第一晶閘管的陰極相連。第一電感和第二電感異名端相接并連接在第一晶閘管的陰極和接地極之間。第三電感的一端連接在第一電感和第二電感之間，另一端與第三晶閘管的陽極相連。第三晶閘管的陰極與第二晶閘管的陽極相連。二極管的陰極連接在第一電感和第二電感之間。第四晶閘管的陰極連接在第一電感和第二電感之間。陽極與第二晶閘管的陽極連接。能量轉換電容能夠后收集所述第二電感的余能，提高了能源利用率。

技術領域

本發明涉及能源領域，特別是涉及一種脈沖電源電路、脈沖電源、電磁發射裝置和脈沖電源電路的控制方法。

背景技術

電磁發射是以電磁力加速物體的新興技術。與傳統發射技術相比，電磁發射具有能量效率高、控制精度高和響應速度快等優勢。隨著科學技術(特別是計算機控制技術和電力電子技術)的不斷發展，電磁發射技術的實用化進程不斷加速。電磁發射裝置一般由發射器、被發射組件和脈沖電源構成。脈沖電源一般需要在毫秒級時間內提供兆安級脈沖電流和兆焦級脈沖能量。用于電磁發射的脈沖電源一般由電源、中間儲能環節和脈沖形成網絡三部分構成。電源在較長時間內為中間儲能環節充電，充電完成之后，中間儲能環節在較短時間內將能量傳遞給脈沖形成網絡，脈沖形成網絡通過快速壓縮轉換向負載輸出高功率脈沖電流。

就電感儲能型脈沖電源的主要缺點而言，被發射組件出膛之后，電感線圈中仍殘存較多能量。這部分能量在總預充能量中的占比較高，使得系統整體的能量利用效率較低。目前對余能的主要處理方式是通過熄弧電阻為電感線圈提供續流路徑，使余能以熱量的形式耗散在電感線圈內阻和熄弧電阻上，造成了能源的浪費。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的電感儲能型脈沖電源在發射組件出膛后電感線圈中仍殘存較多能量被浪費的問題，提供一種能夠重新儲存利用電感線圈中留存的多余能量的脈沖電源電路。

一種脈沖電源電路，包括電源、第一晶閘管、第二晶閘管、第三晶閘管、第一電感、第二電感、第三電感，能量轉換電容、二極管；

所述電源的正極與所述第一晶閘管的陽極相連接，所述電源的負極與接地極連接；

所述第二晶閘管與所述能量轉換電容依次串聯在所述第一晶閘管的陰極和接地極之間，所述第二晶閘管的陰極與所述第一晶閘管的陰極相連；

所述第一電感和所述第二電感異名端相接并連接在所述第一晶閘管的陰極和接地極之間；

所述第三電感的一端連接在所述第一電感和所述第二電感之間，所述第三電感的另一端與所述第三晶閘管的陽極相連，所述第三晶閘管的陰極與所述第二晶閘管的陽極相連；

所述二極管的陰極連接在所述第一電感和所述第二電感之間，所述二極管的陽極用于接負載；

還包括第四晶閘管，所述第四晶閘管的陰極連接在所述第一電感和所述第二電感之間，所述第四晶閘管的陽極與所述第二晶閘管的陽極連接。

在其中一個實施例中，所述第一電感和所述第二電感耦合系數大于95％。

在其中一個實施例中，所述第一晶閘管為快速恢復型晶閘管。

在其中一個實施例中，所述能量轉換電容為脈沖電容。

一種脈沖電源，包括所述的脈沖電源電路。

在其中一個實施例中，包括所述的脈沖電源，所述負載為軌道炮，所述軌道炮的一端與所述二極管的陽極連接，所述軌道炮的另一端與接地極連接。

一種脈沖電源電路的控制方法，用于控制所述脈沖電源電路，包括以下步驟：

所述能量轉換電容預充電；