[实用新型]一种两次升压式的高压脉冲电源

权利要求书

1.一种两次升压式的高压脉冲电源，其特征在于，包括主电路和控制电路；其中：

1）主电路：包括整流电路、滤波电路、Boost电路、逆变电路、缓冲电路、脉冲变压器和脉冲整流电路；220V交流电依次与整流电路、滤波电路、Boost电路、逆变电路、脉冲变压器和脉冲整流电路连接，最后由脉冲整流电路输出高压脉冲，逆变电路还与缓冲电路连接；

2）控制电路：包括DSP系统、三个PWM放大电路、三个IGBT驱动电路和IGBT保护电路；DSP系统发出三路PWM信号，通过各自的PWM放大电路后与各自的IGBT驱动电路相连，一路PWM信号用于控制Boost电路中的IGBT，另外两路PWM信号分别用于控制逆变电路中两个桥臂上的IGBT；Boost电路和逆变电路与DSP系统之间连接IGBT保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种两次升压式的高压脉冲电源，其特征在于：所述的主电路中的整流电路用四个整流二极管D1～D4进行整流，再接到滤波电路；滤波电路用两个并联的电解电容C1、C2进行滤波；由此输出的直流电与Boost电路相连，进行一次升压；Boost电路中的开关管由四个串联的IGBT Q1～Q4组成；Boost电路输出的直流电连接到逆变电路作为其电源；逆变电路由8个IGBT组成，其中的4个IGBT Q5，Q6、Q9和Q10构成一个桥臂，其余的四个IGBT Q7、Q8、Q11和Q12构成另一个桥臂，逆变电路中的IGBT都设有缓冲电路；逆变电路的输出与脉冲变压器的初级相连，进行二次升压；脉冲变压器是由n个铁基纳米晶磁环串联组成，每个磁环的初级都是独立的，分别与逆变电路的输出相连，次级用耐压值为50kV的硅橡胶线串联连接；脉冲变压器次级输出的电压通过脉冲整流电路后输出单极性的高压脉冲。

3.根据权利要求1所述的一种两次升压式的高压脉冲电源，其特征在于：所述的控制电路中的DSP系统发出的三路PWM信号，分别为PWM1、PWM2和PWM3；PWM1、PWM2和PWM3分别通过型号均为TLP250的光耦U1、U10和U19进行信号放大，再由各自的光耦6脚输出；PWM1信号作为Boost电路中四个串联的IGBTQ1、Q2、Q3和Q4的控制信号，与第一个IGBT驱动电路相连；第一个IGBT驱动电路由四个型号均为M57962L的驱动芯片U3、U5、U7和U9及其外围电路组成；驱动芯片U3的14脚通过电阻R11与光耦U1的6脚相连，驱动芯片U3的13脚与驱动芯片U5的14脚相连，驱动芯片U5的13脚与驱动芯片U7的14脚相连，驱动芯片U7的13脚与驱动芯片U9的14脚相连，驱动芯片U9的13脚与光耦U1的5脚相连；每个驱动芯片都有两个供电电源，电压大小分别为15V和10V；15V电源的负极和10V电源的正极相连，15V电源的正极接到驱动芯片的4脚，10V电源的负极接到驱动芯片的6脚；每个驱动芯片的4脚通过限流电阻与相应的型号为TLP521-1的光耦的1脚相连，驱动芯片的8脚与相应光耦的2脚相连；PWM2和PWM3信号分别作为逆变电路中两个桥臂上8个IGBT的控制信号，PWM2信号作为逆变电路中其中一个桥臂的4个IGBT Q5、Q6、Q9、Q10的控制信号，与第二个IGBT驱动电路相连，第二个驱动电路由四个型号均为M57962L的驱动芯片U12、U14、U16和U18及其外围电路组成，驱动芯片U12、U14、U16、U18的接法与驱动芯片U3、U5、U7、U9的接法相同；PWM3信号作为逆变电路中另一个桥臂的四个IGBT Q7、Q8、Q11、Q12的控制信号，与第三个IGBT驱动电路相连，第三个驱动电路由四个型号均为M57962L的驱动芯片U21、U23、U25、U27及其外围电路组成，驱动芯片U21、U23、U25、U27的接法与驱动芯片U3、U5、U7、U9的接法相同；每个驱动芯片M57962L都有三个输出端，第一个输出端是M57962L的1脚，通过稳压管和二极管与相应的IGBT的集电极相连，第二个输出端是M57962L的5脚，通过栅极电阻与相应的IGBT的栅极相连，第三个输出端是M57962L的两个供电电源连接处，与相应的IGBT的发射极相连；IGBT保护电路由型号为CD4072的四输入或门芯片U28、型号为CD4078的八输入或门芯片U29和型号为CD4071二输入或门芯片U30组成；IGBT Q1、Q2，Q3、Q4的故障信号由光耦U2、U4、U6、U8的3脚输出，分别作为四输入或门芯片U28的输入信号，IGBTQ5，Q6、Q9、Q10、Q7、Q8、Q11、Q12的故障信号分别由光耦U11、U13、U15、U17、U20、U22、U24、U26的3脚输出，分别作为八输入或门芯片U29的输入信号，或门芯片U28的1脚和或门芯片U29的1脚输出的信号分别作为二输入或门芯片U30的输入信号，或门芯片U30的3脚的输出信号接到DSP系统。