[发明专利]感性负载的双极性陡脉冲电流源及陡脉冲电流控制方法

权利要求书

1.一种感性负载的双极性陡脉冲电流源，包括有直流电源电路、全桥逆变电路和驱动脉冲发生器，全桥逆变电路为第一至四全控半导体开关S1、S2、S3、S4组成全桥结构，每个全控半导体开关并联相应的续流二极管D1、D2、D3、D4；全桥逆变电路的交流输出侧连接感性负载两端，全桥逆变电路的直流侧与储能电容C并联后连接在直流电源电路两端，直流电源电路由直流电源Us经电源开关K和第一单向导通二极管D5输出电流，其特征是：

还包括有上升沿陡度提升电路，上升沿陡度提升电路具有能量提升支路和通断控制元件，能量提升支路以电源开关K后端为起点，由第六全控半导体开关S6、储能电感Lb、限流电阻Rb串联，经第二单向导通二极管D6连接在储能电容C的正极，第五全控半导体开关S5为通断控制元件，它连接在第二单向导通二极管D6正极与直流电源Us负极之间；驱动脉冲发生器输入端连接有测量感性负载电流的电流传感器、输出端控制第一至六全控半导体开关S1、S2、S3、S4、S5、S6。

2.一种感性负载的双极性陡脉冲电流的控制方法，合上电源开关K后，还包括以下步骤：

步骤1、全桥逆变电路中的第一、四全控半导体开关S1、S4导通，直流电源Us经第一单向导通二极管D5、S1、S4向感性负载R和L供电，感性负载获得正向电流i_L；

步骤2、在第一时段，第一、四全控半导体开关S1、S4关断，感性负载电感L经第三续流二极管D3、储能电容C和第二续流二极性D2续流，储能电容C电压上升，能量增加，直到感性负载电流i_L为0，储能电容C电压升至U_1C；

步骤3、在第二时段，全控半导体开关S1、S2、S3、S4、S5全部关断，S6导通，整个电路中没有电流；

步骤4、在第三时段，上升沿陡度提升电路开始工作；在此期间，第五全控半导体开关S5开断至少一次；S5导通时，储能电感Lb储能，S5关断时，储能电感Lb的电流经D6、储能电容C流回直流电源Us的负极，S5经至少一次开断后，储能电容C的电压上升达到U_2C；

步骤5、在第四时段，电容C维持电压U_2C；

步骤6、在第五时段，第二、三全控半导体开关S2、S3导通，首先由储能电容C为感性负载供电，当储能电容C的电压降至U_0C，U_0C等于直流电源Us电压时，负载电流刚好升至负向的平台电流I₀，这时转换由直流电源Us供电；

步骤7、在第六时段，第二、三全控半导体开关S2、S3仍然导通，由直流电源Us维持平台电流；

步骤8、在第七时段，第二、三全控半导体开关S2、S3关断，负载电流反向下降至0。