[发明专利]一种输出脉冲多参数可调的全固态高压电源

权利要求书

1.一种输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，包括多个相互串联的放电单元，每个放电单元上均连接有一个充电单元，充电单元与电源相连；相互串联的放电单元的首端和尾端分别与负载相连，且首端接地；

充电单元的结构为非隔离充电结构或隔离充电结构；其中：

非隔离充电结构包括相互连接的二极管和半导体开关，半导体开关上连接有开关驱动；

隔离充电结构包括相互连接的变压器和整流桥；

放电单元为全桥电路结构或半桥电路结构；其中：

全桥电路结构包括四个半导体开关和一个储能电容，四个半导体开关组成全桥电路，储能电容与四个半导体开关均相连，各个半导体开关上均连接有开关驱动；

半桥电路结构包括两个半导体开关和两个储能电容，两个半导体开关组成半桥电路，两个储能电容分别连接在半桥电路的两个桥臂上，各个半导体开关上均连接有开关驱动；

并且，在一个全固态高压电源中各个充电单元的结构保持一致，各个放电单元的结构保持一致。

2.根据权利要求1所述的输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，充电单元为非隔离充电结构时，电源采用直流充电电源，充电单元与直流充电电源相连；充电单元为隔离充电结构时，电源采用交流充电电源，多个充电单元的变压器通过共享一个原边绕组与交流充电电源相连。

3.根据权利要求2所述的输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，全固态高压电源中各个充电单元均采用非隔离充电结构，各个放电单元均采用全桥电路结构；充电单元包括一个二极管、一个半导体开关和一个开关驱动，多个充电单元之间相互串联，串联的一端与直流充电电源的正极相连；相互串联的放电单元的首端与直流充电电源的负极相连。

4.根据权利要求3所述的输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，全固态高压电源包括充电模式和放电模式，其中：

当处于充电模式时，控制每个充电单元的半导体开关均导通，控制每个全桥电路结构的放电单元中的一个半导体开关导通，其它三个半导体开关关断，直流充电电源对各个放电单元中的储能电容进行并联充电；

当处于放电模式时，控制每个充电单元的半导体开关均关断，控制每个全桥电路结构的放电单元中的一对斜对角半导体开关导通，另一对斜对角半导体开关关断，各个放电单元中的储能电容进行串联放电；此时产生正或负的脉冲电压，控制原先导通的斜对角半导体开关转换为关断，原先关断的斜对角半导体开关转换为导通，产生反向的脉冲电压。

5.根据权利要求2所述的输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，全固态高压电源中各个充电单元均采用非隔离充电结构，各个放电单元均采用半桥电路结构；充电单元包括两个二极管、两个半导体开关和两个开关驱动，两个半导体开关对称连接在放电单元的两边，两个开关驱动分别与两个半导体开关连接；放电单元包括两个半导体开关和两个储能电容，两个半导体开关组成半桥电路，两个储能电容分别连接在半桥电路的两个桥臂上，各个半导体开关上均连接有开关驱动；充电单元与直流充电电源的正负极均相连。

6.根据权利要求5所述的输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，全固态高压电源包括充电模式和放电模式，其中：

当处于充电模式时，控制每个充电单元的半导体开关均导通，控制每个半桥电路结构的放电单元中的半导体开关均关断，每个放电单元中的两个储能电容串联起来，直流充电电源对再对储能电容进行并联充电；

当处于放电模式时，控制每个充电单元的半导体开关均关断，控制每个半桥电路结构的放电单元中处于同一侧的半导体开关均导通，另一侧的半导体开关均关断，各个放电单元中的储能电容进行串联放电；此时产生正或负的脉冲电压，控制原先导通的一侧半导体开关转换为关断，原先关断的另一侧半导体开关转换为导通，产生反向的脉冲电压。

7.根据权利要求2所述的输出脉冲多参数可调的全固态高压电源，其特征在于，全固态高压电源中各个充电单元均采用隔离充电结构，各个放电单元均采用全桥电路结构；充电单元包括相互连接的变压器和整流桥，各个充电单元的变压器通过共享一个原边绕组与交流充电电源相连；放电单元包括四个组成全桥电路结构的半导体开关，以及与半导体开关均相连的储能电容；充电单元与对应的放电单元的储能电容的两端均相连。