[发明专利]一种猝发重频大功率高压充电电源电路及充电方法

说明书

本发明公开了一种猝发重频大功率高压充电电源电路，属于脉冲功率源的技术领域，包括电容负载，还包括多个高功率放电模块、低功率直流电源、大功率脉冲变压器和高压隔离硅堆，所述低功率直流电源分别与各所述高功率放电模块连接，各所述高功率放电模块产生放电脉冲并进行重频输出且各所述高功率放电模块的另一端均连接至所述大功率脉冲变压器，大功率脉冲变压器与高压隔离硅堆连接，通过该高压隔离硅堆对电容负载充电，以达到能够对脉冲功率源进行猝发重频脉冲充电，同时满足小型化、轻量化、一体化以及便携要求的目的。

技术领域

本发明属于脉冲功率源的技术领域，具体而言，涉及一种猝发重频大功率高压充电电源电路及充电方法。

背景技术

高功率脉冲技术是一种使用高电压、大电流、高功率的脉冲技术。脉冲功率技术是近几十年内迅速发展起来的一门新兴科学，随后在高功率微波、强激光、电磁发射等国防军事需求及国民经济领域日益广泛应用的牵引下，取得巨大进步。重频化、小型化已成为脉冲功率源重要的发展方向之一，促使脉冲功率装置的重复频率不断提高。

目前紧凑型重频脉冲功率源由重频充电电源和重频脉冲发生器组成，重频脉冲发生器采用紧凑型电感隔离Marx发生器实现，然而与之配套的重频充电电源技术一直进展缓慢，特别是对于有着高参数需求的应用，目前鲜见相关方案的发表。

为了满足电感隔离型Marx发生器的储能电容快速充电要求，亟待对重频充电电源技术作出开发和改进。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种猝发重频大功率高压充电电源电路及充电方法以达到在低供电功率的条件下能够对脉冲功率源进行猝发重频脉冲充电，同时满足小型化、轻量化、一体化以及便携要求的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种猝发重频大功率高压充电电源电路，包括电容负载，还包括多个高功率放电模块、低功率直流电源、大功率脉冲变压器和高压隔离硅堆，所述低功率直流电源分别与各所述高功率放电模块连接，各所述高功率放电模块产生放电脉冲并进行重频输出且各所述高功率放电模块的另一端均连接至所述大功率脉冲变压器，大功率脉冲变压器与高压隔离硅堆连接，通过该高压隔离硅堆对电容负载充电。

进一步地，还包括FPGA时序控制单元，所述电容负载连接有主开关触发电路，所述低功率直流电源、主开关触发电路和各所述高功率放电模块均与FPGA时序控制单元之间通信连接，以实现按工作时序有序控制。

进一步地，所述高功率放电模块包括隔离硅堆、高压储能电容、大功率晶闸管开关和晶闸管触发电路，所述低功率直流电源与隔离硅堆连接，隔离硅堆的另一端与高压储能电容连接，高压储能电容的另一端与大功率晶闸管开关连接，大功率晶闸管开关的另一端与所述大功率脉冲变压器连接；所述晶闸管触发电路分别与FPGA时序控制单元和大功率晶闸管开关连接。

进一步地，还包括隔离供电单元，该隔离供电单元对所述晶闸管触发电路进行单独供电，增强电源系统抗干扰能力。

进一步地，所述高压储能电容采用干式金属化膜电容器，其能量密度在同等压范围内有着明显的优势，有利于减小脉冲功率源的整体体积。

进一步地，所述大功率脉冲变压器采用开路磁芯方式，便于通过结构设计及工艺控制实现高压大功率输出和小型化。

本发明还公开了一种猝发重频大功率高压充电电源的充电方法，该方法包括：

(1)经多个高功率放电模块组成并联电路，并通过低功率直流电源对各个高功率放电模块供电；

(2)各个高功率放电模块进行分时放电并重频输出至大功率脉冲变压器；

(3)大功率脉冲变压器输出高压脉冲信号，并经过高压隔离硅堆后对电容负载充电。