[发明专利]一种任意极性高压方波脉冲叠加器

说明书

本发明公开了一种任意极性高压方波脉冲叠加器，用于输出任意个数的正极性脉冲和任意个数的负极性脉冲随意组合的任意极性方波脉冲，其特征在于，包括：工频交流电源；谐振电源，与工频交流电源电性连接；多个高频变压器，用于将谐振电源输出的电压进行升压与隔离，具有原边和副边，原边与谐振电源电性连接；整流电路，与高频变压器的副边连接，用于将高频交流整流成直流，给后续电容充电；脉冲发生电路，与整流电路连接，用于输出正极性脉冲和负极性脉冲；驱动控制模块，与脉冲发生电路连接，用于改变脉冲发生电路的工作模式；以及主控芯片FPGA，与驱动控制模块及谐振电源连接连接，用于提供驱动控制模块的控制信号并调整谐振电源的工作频率。

技术领域

本发明属于脉冲功率技术领域，具体涉及一种任意极性高压方波脉冲叠加器。

背景技术

目前，全固态脉冲发生器具有结构紧凑、效率高、控制简单等优点在众多脉冲发生装置中脱颖而出。研究表明，脉冲电场强度、脉冲上升沿、脉冲极性对应用处理效果有着重要影响。国内外学者对高压脉冲的产生方法进行了多方面的研究，但存在极性不可调、充放电回路不隔离、结构复杂、成本高、拖尾严重等其中一种或多种问题，所以需要一种能够解决上述问题的脉冲叠加器。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种任意极性高压方波脉冲叠加器。

本发明提供了一种任意极性高压方波脉冲叠加器，用于输出任意个数的正极性脉冲和任意个数的负极性脉冲随意组合的任意极性方波脉冲，具有这样的特征，包括：工频交流电源；谐振电源，与工频交流电源电性连接；多个高频变压器，用于将谐振电源输出的电压进行升压与隔离，该高频变压器具有相串联的原边和匝数相同的副边，原边与谐振电源电性连接；整流电路，与高频变压器的副边连接，用于将高频交流整流成直流，给后续电容充电；脉冲发生电路，与整流电路连接，用于输出正极性脉冲和负极性脉冲；驱动控制模块，与脉冲发生电路连接，用于改变脉冲发生电路的工作模式；以及主控芯片FPGA，与驱动控制模块及谐振电源连接连接，用于提供驱动控制模块的控制信号并调整谐振电源的工作频率，其中，脉冲发生电路至少包含储能电容C₁、储能电容C₂、储能电容C₃、半导体可控开关Q_a1、半导体可控开关Q_b1、半导体可控开关Q_c1、半导体可控开关Q_d1、二极管D_b1、二极管D_c1,储能电容C₂和半导体可控开关Q_a1、半导体可控开关Q_b1、半导体可控开关Q_c1以及半导体可控开关Q_d1组成全桥电路，电容C₁与全桥电路的上桥臂的两端连接，电容C₃与全桥电路的下桥臂的两端连接，二极管D_b1和二极管D_c1分别与半导体可控开关Q_b1和半导体可控开关Q_c1反向并联。

在本发明提供的任意极性高压方波脉冲叠加器中，还可以具有这样的特征：其中，谐振电源为高频谐振电源。

在本发明提供的任意极性高压方波脉冲叠加器中，还可以具有这样的特征：其中，高频变压器为锰锌铁氧体磁环变压器，该锰锌铁氧体磁环变压器为升压变压器。

在本发明提供的任意极性高压方波脉冲叠加器中，还可以具有这样的特征：其中，驱动控制模块采用的驱动方式为磁芯隔离的同步隔离方式。

在本发明提供的任意极性高压方波脉冲叠加器中，还可以具有这样的特征：其中，全桥电路的个数为n个，n≥1，储能电容的个数为2n+1个，半导体可控开关的个数为4n个，二极管的个数为2n个。

发明的作用与效果