[实用新型]一种低成本大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压电源技术领域，具体的说是涉及一种低成本大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源。

背景技术

大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源是一种可广泛应用于国防、医疗、环保等技术领域的电子设备，其功率可达数兆瓦以上，其脉宽可达秒级，且脉冲顶部降落和脉冲顶部纹波都有较严格要求，其充放电过程可单次工作也可连续重复工作。传统大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源，一般有两种做法，第一种做法是用大功率电源直供电，比如输出一秒钟3MW的高压脉冲，就采用3MW的工频供电电源，经整流滤波及开关直接输出3MW，这种方式对供电要求很高；第二种是根据平均功率来配置供电电源，其电气结构框图如图1所示，这种做法需使用很多高压储能脉冲电容器，先给高压储能脉冲电容充满电，然后通过开关导通让电容器放电，在电容放电期间也伴随电源供电输出以减小电容器电压降落的幅度，这种方法对大功率长脉冲高顶平要求的高压脉冲电源，不仅需要很大容值的电容来储存电能，直接造成高压脉冲电源的制作成本、体积及重量大幅增加大，而且打火放电能量很大，容易对负载造成损坏，保护也很困难。上述两种做法的制作成本均很高，这也给用户直接造成经济负担。

实用新型内容

针对现有大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源的上述不足，本实用新型的目的是提供一种低成本大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源，本高压脉冲电源可在满足功能指标的前提下，通过大幅降低高压储能电容的容量来大幅降低高压脉冲电源的制作成本，并提高设备使用的安全性和可靠性，使用户用较低的费用获得高性能的高压脉冲电源。

本实用新型的技术方案是：一种低成本大功率长脉冲高顶平的高压脉冲电源，它包括主高压储能部分和补跌部分，其主高压储能部分叠垫有补跌部分；所述主高压储能部分包括主高压储能充电电源E₁、主储能电容阵列C₁₁～C_1m、放电开关K₁₁～K_1m及钳位旁路二极管D₁₁～D_1m，其开关K_1i位于电容C_1i的高端与二极管D_1i的高端之间；所述补跌部分包括分段补跌部分与段内补跌部分，其分段补跌部分包括分段补跌充电电源E₂、分段补跌电容阵列C₂₁～C_2n、补跌开关K₂₁～K_2n及钳位旁路二极管D₂₁～D_2n，开关K_2i位于电容C_2i的高端与二极管D_2i的高端之间，其段内补跌部包括段内补跌充电电源E₃、段内补跌电容C₃₁和C₃₂、转换开关K₃及钳位旁路二极管D₃，其电容C₃₁和C₃₂与二极管D₃的低端之间电连接，其开关K₃轮换将二极管D₃的高端与电容C₃₁或电容C₃₂的高端接通，其等效负载电阻R_e的U_h端电连接在开关K₁₁与二极管D₁₁之间的连接线上，等效负载电阻R_e的U_l端电连接在电容C₃₂与二极管D₃之间的连接线上。

优选的，所述段内补跌充电电源E₃为高频充电电源。

进一步，所述转换开关K₃为半导体快速转换开关。

进一步，所述放电开关K₁₁～K_1m为半导体分布开关。

进一步，所述补跌开关K₂₁～K_2n为半导体开关。

进一步，所述的高压脉冲电源还包括控制器，控制器控制开关K₁₁～K_1m、开关K₂₁～K_2n及开关K₃的通断。