[发明专利]高压模拟电路脉冲器和脉冲发生器放电电路

权利要求书

1.一种纳秒脉冲电场nsPEF发生器，其包括：

多个串联连接的脉冲发生器级；以及

驱动器电路，所述驱动器电路被配置来响应于输入信号脉冲来产生用于所述多个脉冲发生器级的驱动信号脉冲，

其中所述多个脉冲发生器级中的每一个包括：

开关堆叠，所述开关堆叠包括多个串联连接的开关；

至少一个开关驱动器，所述至少一个开关驱动器被配置来响应于所述驱动信号脉冲来产生用于切换所述多个开关的控制信号脉冲，其中：

所述开关驱动器的输入端口耦合到所述驱动器电路的输出端口；

所述开关驱动器的输出端口耦合到所述多个开关中的相应开关；并且

所述开关驱动器的所述输出端口通过变压器耦合到所述开关驱动器的所述输入端口；以及

电容元件，所述电容元件耦合到所述开关堆叠。

2.如权利要求1所述的nsPEF发生器，其中所述多个脉冲发生器级中的至少一些包括多个开关驱动器，每个开关驱动器对应于所述多个开关中的相应开关并且被配置来响应于所述驱动信号脉冲来产生用于切换所述相应开关的控制信号脉冲。

3.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其还包括电阻元件，其中在充电模式期间，所述电容元件通过流过所述电阻元件的电流来充电至充电电压。

4.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中：

所述多个脉冲发生器级和所述驱动器电路形成面板；并且

所述nsPEF发生器包括多个并联连接的面板。

5.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中所述多个脉冲发生器级包括五个或更少的级。

6.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中所述多个脉冲发生器级中的至少一些被配置来产生具有大于5kV的幅度的脉冲。

7.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中所述变压器包括有损变压器。

8.如权利要求7所述的nsPEF发生器，其中所述变压器具有小于100Vμs的电压时间常数。

9.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中所述变压器包括：

初级绕组，所述初级绕组少于5匝；以及

次级绕组，所述次级绕组少于5匝。

10.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中所述变压器包括不具有复位绕组的变压器。

11.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其中所述多个开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET、晶闸管或绝缘栅双极型晶体管IGBT。

12.如权利要求1或2所述的nsPEF发生器，其还包括放电电路，所述放电电路被配置来选择性地使所述多个脉冲发生器级中的每一个放电。

13.如权利要求12所述的nsPEF发生器，其中所述放电电路被配置来基于充电电压与脉冲发生器级的电容元件两端的电压之间的差值使所述脉冲发生器级放电。

14.如权利要求12所述的nsPEF发生器，其中所述放电电路包括多个放电级，每个放电级对应于一个脉冲发生器级。

15.如权利要求14所述的nsPEF发生器，其中所述多个放电级中的一个放电级包括：

放电开关堆叠，所述放电开关堆叠包括多个串联连接的放电开关；以及

放电电阻器，所述放电电阻器将所述放电开关堆叠连接到脉冲发生器级的所述电容元件。