[发明专利]一种模拟饱和电抗器绝缘电气应力的模块化固态微秒脉冲发生器

权利要求书

1.一种模拟饱和电抗器绝缘电气应力的模块化固态微秒脉冲发生器，其特征在于：包括控制电路、双极性Marx电路系统和脉冲变压器系统T；

所述控制电路产生控制信号；所述控制电路将所述控制信号传递给所述双极性Marx电路系统；

所述控制信号控制所述双极性Marx电路系统中所有IGBT开关管的通断；

所述双极性Marx电路系统通过调节所有IGBT开关管导通和关断的时序，从而控制电路中的电容进行串联放电；

当所述双极性Marx电路系统正极性放电时，电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6和电容C7串联，并对负载电阻R3放电，电感L2调节正极性波形上升沿；

当所述双极性Marx电路系统负极性放电时，电容C1和电容C2串联，并对负载R3进行放电，电感L1调节负极性波形上升沿；

所述双极性Marx电路系统中的电容放电后，将输出电压传递给所述脉冲变压器系统T；

所述双极性Marx电路系统的电路结构为：记双极性高压直流电源U₁负极所在的一端为a端，正极所在的一端为b端；所述a端接地；

所述b端依次串联充电电阻R₁和IGBT管S1_1的漏极；

IGBT管S1_1的栅极悬空；IGBT管S1_1的源极串联二极管D2的正极；二极管D2的负极依次串联电容C2、电感L2和IGBT管S2_2的漏极；IGBT管S2_2的栅极悬空；IGBT管S2_2的源极串联a端；

IGBT管S1_1的源极串联二极管D4的正极；二极管D4的负极依次串联电容C4和IGBT管S3_2的漏极；IGBT管S3_2的栅极悬空；IGBT管S3_2的源极串联电感L2；

IGBT管S1_1的源极串联二极管D6的正极；二极管D6的负极依次串联电容C6和IGBT管S4_2的漏极；IGBT管S4_2的栅极悬空；IGBT管S4_2的源极串联IGBT管S3_2的漏极；

记双极性高压直流电源U₂负极所在的一端为d端，正极所在的一端为e端；e端串联a端后接地；

d端依次串联充电电阻R₂和IGBT管S1_2的漏极；

IGBT管S1_2的栅极悬空；IGBT管S1_2的源极串联二极管D1的负极；二极管D1的正极串联电容C1后接入e端；

IGBT管S1_2的源极串联二极管D3的负极；二极管D3的正极依次串联电容C3和IGBT管S3_2的漏极；

IGBT管S1_2的源极串联二极管D5的负极；二极管D5的正极依次串联电容C5和IGBT管S4_2的漏极；

IGBT管S1_2的源极串联二极管D7的负极；二极管D7的正极依次串联电容C7和IGBT管S5_2的漏极；IGBT管S5_2的栅极接地；IGBT管S5_2的源极串联IGBT管S4_2的漏极；

二极管D7的正极依次串联电容C7、放电电阻R₃、电容C1和二极管D1的正极；

二极管D1的正极串联IGBT管S2_1的漏极；IGBT管S2_1的栅极悬空；IGBT管S2_1的源极依次串联电感L1和IGBT管S3_1的漏极；IGBT管S3_1的栅极悬空；IGBT管S3_1的源极串联二极管D3的正极；

二极管D4的负极串联IGBT管S4_1的漏极；IGBT管S4_1的栅极悬空；IGBT管S4_1的源极串联二极管D5的正极；

二极管D6的负极串联IGBT管S5_1的漏极；IGBT管S5_1的栅极悬空；IGBT管S5_1的源极串联二极管D7的正极；

当双极性Marx电路系统处于充电模式时，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6和二极管D7正向导通；

IGBT管S1_2、IGBT管S2_2、IGBT管S3_2、IGBT管S4_2、IGBT管S5_2和IGBT管S1_1导通；IGBT管S2_1、IGBT管S3_1、IGBT管S4_1和IGBT管S5_1断开；

正极性电源通过充电电阻R1对电容C2、电容C4和电容C6进行并联充电；充电完成后，电容C2、电容C4和电容C6的电压均为U；

负极性电源通过充电电阻R2对电容C1、电容C3、电容C5和电容C7进行并联充电；充电完成后，电容C1、电容C3、电容C5和电容C7的电压均为-U；

所述脉冲变压器系统T提高所述输出电压的幅值；所述脉冲变压器系统T保持所述双极性Marx电路系统输出波形的脉宽和上升沿不变。