[发明专利]毫秒级的能量传递电路

说明书

一种毫秒级能量传递电路，包括初级能源、能量传递回路、负载电容、高压测量电路和闭环控制电路。本发明采用脉冲功率技术、高压开关技术和精确测量控制技术，输出高电压，毫秒级时间给负载电容能量泵浦，相比较传统的能量传递电路，可实现给大容量电容的毫秒级能量泵浦；同时高压测量电路及闭环控制电路对高压开关的精确控制，按照用户对电压需求，实现对输出负载电容精确能量泵浦。

技术领域

本发明涉及高压能量传递电路，尤其是涉及一种毫秒级的能量传递电路，用于惯性约束、高速动能产生和脉冲功率等领域。

背景技术

传统的能量传递电路采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整技术，具有效率高、操作简单等特点。能量传递电路内部电力器件包括脉冲变压器、电感、电容器和半导体开关器件等，而传统的能量传递电路的输出峰值功率受限于脉冲变压器的漏感和半导体开关器件的载流能力，不能实现毫秒级对大容量电容负载高压能量泵浦。

脉冲功率技术，就是将缓慢储存起来的具有较高密度的能量，进行快速压缩，转换或者直接释放给负载的电物理技术。其实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，以获得在极短时间内的高峰值功率输出，可以在很短的时间内产生极高的电压、极高的温度，它可以将粒子加速到很高的速度，可产生极大的力量，也可远距离探测目标等。被广泛应用在国防科研、高新技术研究和民用工业等诸多领域中。

脉冲功率技术的基本原理是：将前端注入的能量，压缩到极短时间内输出，就可以增大输出功率。根据脉冲功率技术的基本原理，将前端注入大能量，利用高压开关技术将能量传输给负载电容器，可实现毫秒级给大容量负载电容高压能量泵浦。

高压开关技术具有回路简单，过流能力强，极短时间内的高功率输出，生产安装方便等优势，所以本发明采用脉冲功率技术和高压开关技术，来制造一种实现毫秒内给大容量电容器能量泵浦、便于生产的毫秒级能量传递电路。

发明内容

本发明提供一种毫秒级能量传递电路，采用功率脉冲技术和高压开关技术，以实现毫秒内给大容量电容器能量泵浦的目的。

本发明技术解决方案如下：

一种毫秒级能量传递电路,其特点在于，包括初级能源、毫秒级能量传递电路、负载电容器组、高压测量电路和闭环控制电路，

所述的毫秒级能量传递电路包括依次连接的高压开关和脉冲成形电感，所述的高压开关的另一端与所述的初级能源的一端相连，所述的脉宽成形电感的另一端与所述负载电容器组的一端相连；

所述的初级能源的一端经所述能量传递电路与所述的负载电容器组的一端相连，所述的初级能源组的另一端直接与所述的负载电容器组的另一端相连；

所述的负载电容器组的两端分别连接所述的高压测量电路的两端；

所述的高压测量电路由串联的电容和串联电阻并联构成，所述的电容分别为高压电容和普通电容，所述的电阻分别为高压高精度低温漂电阻和高精度低温漂电阻，两个电阻和两个电容的中心点短路构成第三个端口，高压测量电路的两端分别连接负载电容器组的两端，第三个端口与所述的闭环控制电路的比较器的正输入端相连，比较器的负输入端与用户设置端相连，比较器的输出端与所述的高压开关驱动器的输入端相连；

所述的闭环控制电路由高压开关、限流电阻、高压开关驱动器和比较器组成，所述的高压开关的正极和限流电阻一端串联，所述的高压开关的负极与所述的高压开关和脉冲成形电感的连接点相连，所述的限流电阻的另一端与所述的脉宽成形电感的另一端连接，所述的高压开关驱动器的输出端与所述的高压开关的控制端相连。

所述的初级能源采用高压油浸电容器、高压金属薄膜电容器、铝空气电池、超级电容器或锂电池。

可选地，所述高压开关采用晶闸管模块。

本发明的有益效果是：