[發(fā)明專利]一種脈沖發(fā)生器及脈沖發(fā)生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910985871.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN110739935B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙魔豆智能科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K3/011
• 分類號(hào): H03K3/011;H03K3/45
• 代理公司: 長(zhǎng)沙德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43229
• 代理人: 丁茂林

本發(fā)明公開了一種脈沖發(fā)生器及脈沖發(fā)生方法，脈沖發(fā)生器包括磁芯、原邊繞組和副邊繞組；磁芯為環(huán)形磁芯；環(huán)形磁芯沿環(huán)形磁芯的周向均勻分為N個(gè)區(qū)段，N為大于3的自然數(shù)；副邊繞組分為N組，對(duì)應(yīng)地繞裝在環(huán)形磁芯的N個(gè)區(qū)段形成N個(gè)副邊繞組單元；N個(gè)副邊繞組單元的繞組互不重疊；每一個(gè)副邊繞組單元具有2個(gè)連接端，N個(gè)副邊繞組單元串聯(lián)形成脈沖發(fā)生器的變壓級(jí)；原邊繞組具有并聯(lián)的N個(gè)原邊繞組單元，分別對(duì)應(yīng)繞裝在N個(gè)副邊繞組單元的外側(cè)；變壓級(jí)為負(fù)載電阻Rg供電。這種脈沖發(fā)生器易于實(shí)施，結(jié)構(gòu)緊湊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種脈沖發(fā)生器及脈沖發(fā)生方法，屬于高電壓技術(shù)領(lǐng)域，可用于等離子體產(chǎn)生、X射線產(chǎn)生、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)保處理等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高壓脈沖發(fā)生器是一種重要的獲取瞬時(shí)高電壓的裝置。常見的高壓脈沖發(fā)生器，例如剛性調(diào)制器，是由變壓器、開關(guān)和儲(chǔ)能元器件組成，不僅變壓升壓環(huán)節(jié)多，而且在產(chǎn)生高電壓的同時(shí)需要特殊的絕緣手段保護(hù)，特別是開關(guān)部分，因此整個(gè)調(diào)制器系統(tǒng)的體積和重量比較大，使用場(chǎng)合受限。另外，在更高電壓和大電流運(yùn)行時(shí)，對(duì)開關(guān)的耐壓能力和通流能力要求很高，開關(guān)易損壞，使用壽命受限。磁芯作為一種電磁耦合型能量傳遞介質(zhì)，具有飽和和非飽和兩種狀態(tài)。磁芯的飽和狀態(tài)是指當(dāng)外加場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)，磁性材料在某一時(shí)刻其內(nèi)部的磁矢量由無(wú)規(guī)則排列全部轉(zhuǎn)向外加場(chǎng)作用下的有規(guī)則排列所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定物理狀態(tài)。除了飽和狀態(tài)，其余都是非飽和狀態(tài)。利用磁芯的非飽和特性，可以實(shí)現(xiàn)變壓、升壓的效果，典型實(shí)例，如工業(yè)應(yīng)用中的磁芯變壓器。但是，當(dāng)需要產(chǎn)生幾萬(wàn)伏甚至十幾萬(wàn)伏的高電壓時(shí)，為了保證磁芯變壓器的正常工作能力，必須采取更多的絕緣措施防止打火放電或局部擊穿，通常需要將整個(gè)磁芯變壓器沉浸在絕緣氣體或變壓器油中，實(shí)際增大了整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的脈沖發(fā)生器及脈沖發(fā)生方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種脈沖發(fā)生器及脈沖發(fā)生方法，該脈沖發(fā)生器結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)施。

發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種脈沖發(fā)生器，包括磁芯、原邊繞組和副邊繞組；磁芯為環(huán)形磁芯；

環(huán)形磁芯沿環(huán)形磁芯的周向均勻分為N個(gè)區(qū)段，N為大于3的自然數(shù)；

副邊繞組分為N組，對(duì)應(yīng)地繞裝在環(huán)形磁芯的N個(gè)區(qū)段形成N個(gè)副邊繞組單元；N個(gè)副邊繞組單元的繞組互不重疊；每一個(gè)副邊繞組單元具有2個(gè)連接端，N個(gè)副邊繞組單元串聯(lián)形成脈沖發(fā)生器的變壓級(jí)；

原邊繞組具有并聯(lián)的N個(gè)原邊繞組單元，分別對(duì)應(yīng)繞裝在N個(gè)副邊繞組單元的外側(cè)；

變壓級(jí)為負(fù)載電阻Rg供電。

每一個(gè)副邊繞組單元的電感為L(zhǎng)s，原邊繞組總電阻為L(zhǎng)p；

原邊繞組的N個(gè)原邊繞組單元的匝數(shù)同為1或同為2。

磁芯為由鐵氧體材料、非晶態(tài)磁性材料或納米晶磁性材料制成的金屬薄片疊加體。

負(fù)載電阻Rg為終端所連接的負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗為固體電阻、氣體間隙或液體夾層。

原邊繞組、充電電源U_in和隔離二極管D串聯(lián)組成供電回路；充電電容C_in與充電電源并聯(lián)。

N為3-12的整數(shù)。

N為5。

一種脈沖發(fā)生方法，采用前述的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖。