[發明專利]一種重頻平頂脈沖磁場發生裝置

有效

• 申請號: 202310882892.1
• 申請日: 2023-07-19
• 公開（公告）號: CN116614018B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 張紹哲;樊俊顯;韓小濤;楊春輝;姜濤;梁嘉豪
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;G01R19/00;H02M9/04;H02M1/08;H02M1/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 劉婭婷

1.一種重頻平頂脈沖磁場發生裝置，其特征在于，包括：

主電路，包括全橋單元和并聯的n相半橋單元，每相半橋單元的輸入端均與低壓直流電源的正、負極相連，每相半橋單元的橋臂中點均通過一濾波電感與全橋單元其中一橋臂的中點相連，全橋單元另一橋臂的中點與磁體的一端相連，磁體的另一端與低壓直流電源的負極相連；且所述全橋電路中的兩個橋臂通過m條儲能電容和換流開關的串聯支路連接，m條串聯支路并聯構成儲能電容器組；

檢測電路，用于采集各串聯支路中儲能電容的端電壓、磁體的電流和各濾波電感的電流，并將其反饋到控制電路中；

控制電路，用于根據設定的目標磁場波形參數、磁體故障閾值、運行方式和運行模式，完成目標參考波形的生成以及運行方式的判斷，并根據檢測電路的采集值進行閉環調節；若運行方式為手動運行方式時，則根據運行模式配置主電路中2n+4路直流控制開關的PWM控制信號及m路換流開關的控制信號，若運行方式為自動運行方式時，則通過定時器及檢測電路的采集值自動切換運行模式；

其中，各相半橋單元中的兩個直流控制開關和全橋單元各橋臂中的兩個直流控制開關的PWM控制信號均互補，每相半橋電路中的直流控制開關的PWM控制信號相角分別為0^°、360^°/n、…、360^°(n-1)/n；所述運行模式包括電容器充電模式和磁體重頻模式，電容器充電模式分為磁體充電階段、電容器充電階段和磁體泄能階段，磁體重頻模式分為磁體電流上升階段、磁體電流平頂階段和磁體電流下降階段。

2.根據權利要求1所述的重頻平頂脈沖磁場發生裝置，其特征在于，所述全橋電路其中一橋臂包括串聯的上橋臂直流控制開關S₅和下橋臂直流控制開關S₆，全橋電路另一橋臂包括串聯的上橋臂直流控制開關S₇和下橋臂直流控制開關S₈；n相半橋單元中的上橋臂直流控制開關分別為S_1A、S_2A、…、S_nA，n相半橋單元中的下橋臂直流控制開關分別為S_1B、S_2B、…、S_nB，與n相半橋單元的橋臂中點對應相連的濾波電感分別為L₁、L₂、…、L_n；

其中，在電容器充電模式中的磁體充電階段，控制電路控制n相半橋單元中的直流控制開關S_1A、S_2A、…、S_nA和全橋單元中的直流控制開關S₅、S₇導通，使低壓直流電源向各濾波電感及磁體供能，為儲能電容器組電壓泵升儲存能量；

在電容器充電模式中的電容器充電階段，控制電路控制n相半橋單元中的直流控制開關S_1A、S_2A、…、S_nA和全橋單元中的直流控制開關S₅、S₈導通，使低壓直流電源、濾波電感L₁、L₂、…、L_n及磁體電感所儲存的能量共同向儲能電容器組充能，實現儲能電容器組電壓泵升，為磁體重頻模式中電流的快速上升儲存能量；

在電容器充電模式中的磁體泄能階段，控制電路控制n相半橋單元中的直流控制開關S_1A、S_2A、…、S_nA關斷，全橋單元中直流控制開關S₅、S₈導通，當全橋單元中的直流控制開關S₆、S₇的內部續流二極管承受反壓截止時，低壓直流電源停止供能，將濾波電感L₁、L₂、…、L_n及磁體電感所儲存的剩余能量全部充電至儲能電容器組。