[实用新型]一种瞬时大功率电能量转移脉冲装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗、美容、工业脉冲激光、脉冲氙灯的电源行业，涉及一种脉冲电源，特别是指一种瞬时大功率电能量转移脉冲装置。

背景技术

在医疗、美容或工业领域常常需要大功率的脉冲能量(电能量或光能量)输出，输出脉冲波形应该为如图1所示连续单脉冲组理想输出波形，或图2所示的连续双脉冲组理想输出波形，或图3所示的连续多脉冲组理想输出波形。实现这一要求的方法有大功率电力电子方式或电容储能放电方式等，而电容储能放电方式由于其线路简单、成本低、可靠性高的优点在低频大能量脉冲方面应用较多。

目前市场普遍存在的电容储能放电方式的电路示意图如图4所示，电源对电容C_放充电储能，再控制放电开关T接通负载放电。要求理想的输出波形应该如图1、图2或图3，但实际的输出波形却如图5、图6或图7。从图中可以看出每个脉冲的能量并不一致，尤其连续的脉冲个数越多，各个脉冲的能量差别越大，严重影响了输出效果。

之所以出现各个脉冲能量不一致的原因是：每次电容放电能量非常大，电容的电压跌落严重，在第二次放电时电容能量无法在短时间内被充电到设定值，从而导致放电能量一致性非常差。

解决这一问题，可以通过大幅提高电源的输出功率，在脉冲组子脉冲之间的时间间隔内将电容的能量补充到放电之前的能量水平。这就要求充电电源有很大的峰值输出功率，但因此会使电源的成本和体积增加很多。而实际工作时，因脉宽往往比较窄，输出频率不高，其输出的平均功率并不大，因此通过增大电源输出功率的方式会造成电源很大的浪费，不是一个理想方法。

解决输出脉冲能量不一致的另一种方法是通过大大增加电容的容量，使储存在电容中的能量比每组输出脉冲组的总能量大的多，每次放电放出的能量只占电容总能量的很少一部分，这样也能实现每个脉冲能量的大致相等，但这样会使电容的体积、成本急剧增加，无法忍受，同样也不会被市场接受。

还有人提出“母子式”电容充电方式解决输出脉冲能量不一致问题，如图8所示，通过两级充电，可以在较低电压、小能量转移时实现其电容能量的补充，但其不易实现低输入平均功率下高电压大能量的转移，而且电路结构复杂，元器件体积大、数量多、损耗大。

实用新型内容

本实用新型提出一种瞬时大功率电能量转移脉冲装置，解决了现有技术中上述的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种瞬时大功率电能量转移脉冲装置，包括瞬时大功率电能量转移单元，所述的瞬时大功率电能量转移单元包括n个预储能电容C_储1～C_储n、n个可控开关器件T₁～T_n、m个能量转移电感L₁～L_m和放电电容C_放；

m和n均为大于或等于1的整数。

优选地，本实用新型所述的瞬时大功率电能量转移脉冲装置，所述的瞬时大功率电能量转移单元可以采用以下电路结构形式：

令m等于n，能量转移电感L_m的后端与可控开关器件T_n的输入端连接，能量转移电感L_m的前端与预储能电容C_储n的正极连接；

预储能电容C_储n的负极与放电电容C_放的负极连接；

可控开关器件T_n的输出端与放电电容C_放的正极连接；

当可控开关器件T_n导通时，预储能电容C_储n、能量转移电感L_m和放电电容C_放形成LC串联谐振电路。

优选地，本实用新型所述的瞬时大功率电能量转移脉冲装置，所述的瞬时大功率电能量转移单元还可以采用以下电路结构形式：

令m恒等于1，能量转移电感L_m的后端与放电电容C_放的正极连接，能量转移电感L_m的前端与可控开关器件T_n的输出端连接；

预储能电容C_储n的负极与放电电容C_放的负极连接，预储能电容C_储n的正极与可控开关器件T_n的输入端连接；