[實用新型]一種基于恒能量斬波技術(shù)的脈沖功率合成電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920040104.3
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN209151007U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝鴻齡;李娟;段志梅;蔡群;李俊生;張英爭
• 申請（專利權(quán)）人: 紅河學(xué)院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H03K5/13
• 代理公司: 紅河州專利事務(wù)所 53102
• 代理人: 朱躍平

本實用新型是一種基于恒能量斬波技術(shù)的脈沖功率合成電路，它由斬波回路、控制回路、傳輸回路和合成回路組成，斬波回路和傳輸回路有多級，且并聯(lián)于電源和合成回路之間，同級斬波回路和傳輸回路通過同級變壓器耦合連接，各級斬波回路和傳輸回路的電路結(jié)構(gòu)相同，合成回路的電路元器件及連接關(guān)系為：電感L的右端、電容C的上端與負(fù)載R的上端相連，電容C的下端與負(fù)載R的下端相連，電感L的左端為合成回路輸入上端，電容C的下端為合成回路輸入下端；電容C的兩端為合成回路的輸出端。本實用新型恒功率輸出、功率大小可調(diào)且合成波形頻率可調(diào)、波形失真度較低，能夠讓開關(guān)器件工作在軟開關(guān)狀態(tài)，輸出功率電路短路時不損壞主功率器件，負(fù)載合成功率大。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型是一種基于恒能量斬波技術(shù)的脈沖功率合成電路。

背景技術(shù)

在一些精密加工場合，如中頻電機(jī)，其需要頻率恒定且功率很高的能量，再如超高速鉆頭，其需要恒定功率但頻率很高的能量，且上述兩種場合均要求合成波形含有的諧波成分較低，現(xiàn)有PWM技術(shù)在功率合成時，合成功率的大小不可調(diào)，合成波形的頻率有限，且合成高功率時，因斬波頻率很高，電壓、電流變化率太高，控制信號、負(fù)載合成波形受到的干擾十分嚴(yán)重，且電路在工作時面臨過壓、過流、過熱損壞功率管的危險。

在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)PWM技術(shù)采用電壓斬波方式工作，即脈寬調(diào)制的方式變流，但存在以下問題：

功率器件在開通關(guān)斷過程承受瞬時功率很高的開關(guān)損耗，隨著變流功率的增大和斬波頻率的提高，開關(guān)損耗也會隨之增大，功率器件有燒壞危險。

PWM變流的傳輸方式為電壓傳輸特性，如果要求輸出功率為恒定，則需要在負(fù)載處實施電壓、電流的雙閉環(huán)控制，此種控制方式復(fù)雜且控制電路難以實現(xiàn)。

在合成較大功率時，斬波橋斬波頻率較大，且電壓、電流變化率極高，控制電路、傳輸回路受到很大的干擾，導(dǎo)致電路不能正常工作，且較高的斬波頻率使得變壓器的分布參數(shù)對電路的干擾影響也很大。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本實用新型提出一種恒功率輸出、功率大小可調(diào)且合成波形頻率可調(diào)、波形失真度較低的功率合成電路，即一種基于恒能量斬波技術(shù)的脈沖功率合成電路，該合成電路能夠讓開關(guān)器件工作在軟開關(guān)狀態(tài)，輸出功率電路短路時不損壞主功率器件，負(fù)載合成功率大，以此解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實用新型提出的這種基于恒能量斬波技術(shù)的脈沖功率合成電路，其特征在于它由斬波回路、控制回路、傳輸回路和合成回路組成，斬波回路和傳輸回路有多級，且并聯(lián)于電源和合成回路之間，同級斬波回路和傳輸回路通過同級變壓器耦合連接，各級斬波回路和傳輸回路的電路結(jié)構(gòu)相同，其中

合成回路的電路元器件及連接關(guān)系為：電感L的右端、電容C的上端與負(fù)載R的上端相連，電容C的下端與負(fù)載R的下端相連，電感L的左端為合成回路輸入上端，電容C的下端為合成回路輸入下端；電容C的兩端為合成回路的輸出端；

第一級斬波回路的電路元器件及連接關(guān)系為：場效應(yīng)管K11的漏極、二極管VD15的陰極、場效應(yīng)管K12的漏極、二極管VD16的陰極與電源E的正極相連；場效應(yīng)管K11的源極、二極管VD15的陽極與二極管VD11的陽極相連；場效應(yīng)管K12的源極、二極管VD16的陽極與二極管VD12的陽極相連；二極管VD11的陰極、二極管VD13的陽極與電感L1的左端相連；二極管VD12的陰極、二極管VD14的陽極與電感L1的右端相連；二極管VD13的陰極、二極管VD17的陰極與場效應(yīng)管K13的漏極相連；二極管VD14的陰極、二極管VD18的陰極與場效應(yīng)管K14的漏極相連；二極管VD17的陽極、場效應(yīng)管K13的源極、二極管VD18的陽極、場效應(yīng)管K14的源極與電源E的負(fù)極相連并接地。