[实用新型]一种双极性高压脉冲电源

权利要求书

1.一种双极性高压脉冲电源，其特征在于：包括50kV高压直流电源、储能电容、单片机、2个PWM放大电路、2个8个光耦串联电路、2个8组8个光耦串联电路、2个63个同步变压器电路、4组32个IGBT串联电路、隔离变压器和2个半波整流电路；50kV高压直流电源提供的电压，经储能电容储能后依次与全桥逆变电路、隔离变压器和2个半波整流电路相连，最后分别由2个半波整流电路输出正、负极性的高压脉冲；全桥逆变电路4个桥臂上的功率开关组S1、S2、S3、S4分别由4组32个串联的IGBT组成，每个功率开关组中各自的32个IGBT以串联的方式连接，即前一个IGBT的发射极与后一个IGBT的集电极相连；单片机发出两路PWM信号PWM1、PWM2，PWM1信号依次与第一个PWM放大电路、第一个8个光耦串联电路、第一个8组8个光耦串联电路、第一个63个同步变压器电路相连，第一个63个同步变压器电路输出的64路信号与全桥逆变电路的2个功率开关组S1、S3中各自的32个IGBT相连；PWM2信号依次与第二个PWM放大电路、第二个8个光耦串联电路、第二个8组8个光耦串联电路、第二个63个同步变压器电路相连，第二个63个同步变压器电路输出的64路信号与全桥逆变电路的2个功率开关组S2、S4中各自的32个IGBT相连。

2.根据权利要求1所述的一种双极性高压脉冲电源，其特征在于：所述的2个PWM放大电路、2个8个光耦串联电路、2个8组8个光耦串联电路，它们各具有相同的电路结构；第一个PWM放大电路由型号为TLP250的光耦U1完成，单片机发出的PWM1信号经电阻R1与光耦U1的2脚相连，放大后的信号由光耦U1的6脚输出；第一个8个光耦串联电路由8个型号均为TLP250的光耦U2~U9组成，光耦U1的6脚经电阻R2与光耦U2的2脚相连，光耦U2的3脚与光耦U3的2脚相连，前一个光耦的3脚与后一个光耦的2脚相连，光耦U9的3脚与光耦U1的5脚相连，8个光耦串联电路有8路输出，分别由各自光耦的6脚输出；第一个8组8个光耦串联电路由64个型号均为TLP250的光耦U10~U73组成，每8个光耦一组，8组8个串联光耦电路具有相同的电路结构；第一组8个光耦串联电路由光耦U10~U17组成，光耦U2的6脚经电阻R3与光耦U10的2脚相连，光耦U10的3脚与光耦U11的2脚相连，前一个光耦的3脚与后一个光耦的2脚相连，光耦U17的3脚与光耦U2的5脚相连；8组8个光耦串联电路有64路输出，分别由各自光耦的6脚输出。

3.根据权利要求1所述的一种双极性高压脉冲电源，其特征在于：所述的2个63个同步变压器电路具有相同的电路结构；光耦U10~U72各自6脚输出的PWM信号经各自的栅极电阻分别与同步变压器T1~T63初级绕组的1端相连，光耦U73的6脚输出的PWM信号经栅极电阻与同步变压器T63次级绕组的2端相连；同步变压器T1次级绕组的2端与同步变压器T2初级绕组的1’端相连，前一个同步变压器次级绕组的2端与后一个同步变压器初级绕组的1’端相连；同步变压器T1初级绕组的1’端与IGBTQ1的栅极相连，T1次级绕组的2’端与IGBTQ2的栅极相连，同步变压器T2次级绕组的2’端与IGBTQ3的栅极相连，以此类推，同步变压器T63次级绕组的2’端与IGBTQ64的栅极相连；每个同步变压器初级绕组的1’端与次级绕组的2端是同名端；32个串联的IGBTQ1~Q32是全桥逆变电路桥臂上的功率开关组S1，32个串联的IGBTQ33~Q64是全桥逆变电路桥臂上的功率开关组S3。

4.根据权利要求1所述的一种双极性高压脉冲电源，其特征在于：所述的隔离变压器和2个半波整流电路组成双极性高压脉冲的输出电路；隔离变压器由一个初级绕组和两个次级绕组组成，初级绕组的1端与第一个次级绕组的2端、第二个次级绕组的3’端是同名端，初级绕组和两个次级绕组的匝数相同；隔离变压器初级绕组的1端、1’端与全桥逆变电路的输出端相连；隔离变压器第一个次级绕组的2’端与第二个次级绕组的3端共地；第一个次级绕组的2端与第一个半波整流电路相连，第一个半波整流电路由n个整流二极管D1~Dn串联组成，整流二极管D1的阳极与第一个次级绕组的2端相连，整流二极管Dn的阴极输出正极性高压脉冲；隔离变压器第二个次级绕组的3’端与第二个半波整流电路相连，第二个半波整流电路由n个整流二极管Dn+1~D2n组成，整流二极管Dn+1的阴极与第二个次级绕组的3’端相连，整流二极管D2n的阳极输出负极性高压脉冲。