[发明专利]适合宽脉冲负载的前级储能交替馈电式高压变换器

权利要求书

1.一种适合宽脉冲负载的前级储能交替馈电式高压变换器，包括低压变换器、高压变换器、脉冲产生器、高压储能电容、电子开关；其特征在于，

供电母线(8)分别接入两低压变换器(1、2)，低压变换器(1)将供电母线电压经稳压变换产生输出电压(V1)，低压变换器(2)将供电母线电压经稳压变换产生输出电压(V2)，电压(V1)通过电子开关(S1)接高压变换器(3)，电压(V2)通过电子开关(S2)接高压变换器(3)；两电子开关(S1、S2)控制端分别接脉冲产生器(4)产生的两电子开关(S1、S2)控制信号，控制两电子开关(S1、S2)交替导通向高压变换器(3)馈电；高压变换器(3)产生高压脉冲负载(5)所需的直流高压；电容(C1)并联在高压脉冲负载(5)输入和高压变换器(3)输出两端，为高压脉冲负载工作提供储能；脉冲产生器(4)在主触发脉冲(6)和预触发脉冲(7)的控制下产生相互隔离的两电子开关(S1、S2)控制信号，使两电子开关(S1、S2)互补导通；

电压(V1)高于电压(V2)，在高压脉冲负载(5)工作期间，由(V1)通过电子开关(S1)向高压变换器(3)供电；在高压脉冲负载(5)截止期间，由电压(V2)通过电子开关(S2)向高压变换器(3)供电。

2.如权利要求1所述的交替馈电式高压变换器，其特征在于，所述低压变换器(1)，将不稳定的母线电压通过升压或降压稳定在合适的电压(V1)值；

电压(V1)值由V1＝V₀/n+n(R_V1+R_S1)V₀/R₀式确定，式中，R_V1是低压变换器(1)的输出电阻，R_S1是电子开关(S1)的导通电阻，V₀是高压变换器(3)输出的高压电压值，R₀，n是高压变换器(3)变换比；

低压变换器(1)平均负载能力大于P_0avg＝D×V₀²/R₀，峰值负载能力大于P₀＝V₀²/R₀。

3.如权利要求1所述的交替馈电式高压变换器，其特征在于，所述低压变换器(2)，将不稳定的母线电压通过升压或降压稳定在合适的电压(V2)值，电压(V2)值由V2＝V₀/n式确定，式中，V₀是高压变换器(3)输出的高压电压值，n是高压变换器(3)变换比。

低压变换器(2)平均负载能力大于高压变换器(3)空载功率P_空。

4.如权利要求1所述的交替馈电式高压变换器，其特征在于，所述高压变换器(3)，是将直流电压(V1)或(V2)通过半桥、全桥或推挽变换，驱动1∶n的高压变压器(3)，高压变压器(3)次级通过整流滤波形成高压电压V₀输出；高压变换器(3)输出端并接电容(C1)为高压脉冲负载(5)提供储能，在高压脉冲负载(5)工作期间，高压变换器(3)提供高压脉冲负载(5)所需的全部脉冲功率；

储能电容(C1)按C1＝0.1V₀ζ/ΔV₀选取，式中，V₀为高压变换器(3)输出电压，ζ为高压脉冲负载(5)脉冲工作时间，ΔV₀为V₀允许的电压降落。

5.如权利要求4所述的交替馈电式高压变换器，其特征在于，所述推挽变换，其变换频率大于20KHz。

6.如权利要求1所述的交替馈电式高压变换器，其特征在于，所述脉冲产生器(4)，将主触发脉冲(6)和预触发脉冲(7)通过时序组合形成两电子开关(S1、S2)的控制信号，该两路控制信号经脉冲产生器(4)内部的隔离驱动电路隔离放大，分别接到两电子开关(S1、S2)的控制极，以控制两电子开关(S1、S2)的通断。