[发明专利]一种多级磁脉冲压缩电源

权利要求书

1.一种多级磁脉冲压缩电源，其特征在于，该多级磁脉冲压缩电源由低压和高压两部分组成，低压和高压部分直接相连；

所述的低压部分包括主开关(106)和主储能电容(107)，主开关(106)一端接在主储能电容(107)的一端，另一端接在第一可饱和变压器(108)原边的一端；主储能电容(107)的正极性端与电感(105)相连，负极性端与第一可饱和变压器(108)原边的另一端相连；电感(105)另一端接在二极管(104)的阴极端，二极管(104)的阳极端与充电电阻(102)的一端相连，充电电阻(102)的另一端与整流桥相连；初级电容(103)正极性端接在二极管(104)的阳极，初级电容(103)的负极性端接在第一可饱和变压器(108)原边的一端；主开关(106)通过脉冲发生器(111)、光电转换模块(112)、驱动电路(113)控制；脉冲发生器(111)的一端与光电转换模块(112)的一端连接，光电转换模块(112)的另一端与驱动电路(113)相连，驱动电路(113)的另一端与主开关(106)的一端相连接，实现对主开关(106)的关断与开通，将主储能电容器(107)上的能量通过第一可饱和变压器(108)的原边耦合到副边；

所述的高压部分由多级磁脉冲压缩单元组成，每级磁脉冲压缩单元都由第一可饱和变压器(108)、两个储能电容和磁开关组成；第一级磁压缩单元的第一可饱和变压器(108)的原边一端与主储能电容(107)的一端相连，第一可饱和变压器(108)的原边另一端与主开关(113)的一端相连；第一可饱和变压器(108)的副边一端连接在第二储能电容(110)的一端，第一可饱和变压器(108)的副边另一端接在第二储能电容(110)的另一端；第一储能电容(109)的一端接在第二储能电容(110)的一端，第一储能电容(109)的另一端接在第一磁开关(117)的一端，第一磁开关(117)的另一端与第二级磁压缩的单元的第二可饱和变压器(114)原边一端相连；第二可饱和变压器(114)的副边一端接在第四储能电容(116)的一端，第二可饱和变压器(114)的副边的另一端接在第四储能电容(116)的另一端；第三储能电容(115)的一端与第四储能电容(116)相连，第三储能电容(115)的另一端与第二磁开关(118)的一端相连；以此类推，第n级的磁压缩单元的第三可饱和变压器(119)的副边一端与第五储能电容(120)一端相连，第n级的磁压缩单元的第三可饱和变压器(119)的副边的另一端第五储能电容(120)的另一端相连，第六储能电容(121)的一端与第三磁开关(124)相连，第六储能电容(121)的另一端接在第五储能电容(120)的一端，电抗器(122)的一端接在第三磁开关(124)的一端，电抗器(122)的另一端与第三可饱和变压器(119)相连，第三磁开关(124)的另一端与电阻一端相连；

多级磁脉冲压缩电源工作时，工频交流供电(100)输入交流电压，通过整流桥101将交流电压整流成直流电压；整流后的直流电压通过充电电阻(102)给初级电容(103)充电，一段时间后，初级电容(103)通过二极管(104)、电感(105)、第一级磁脉冲压缩单元的第一可饱和变压器(108)的原边给主储能电容器(107)充电；脉冲发生器(111)上产生的脉冲信号通过光电转换模块(112)将电信号转换成光信号，再将光信号转换成电信号，把电信号传输到驱动电路(113)，控制主开关(106)的导通，这时主储能电容器(107)上的能量通过主开关(106)和第一级第一可饱和变压器(108)的原边耦合到变压器的副边，传输过来的能量给第一级磁压缩单元的第一储能电容(109)、第二储能电容(110)并联充电，当第一储能电容(109)、第二储能电容(110)被充电到最大值的时候，第一级磁压缩单元的第一可饱和变压器(108)刚好达到饱和，这时候第一可饱和变压器(108)的电感急剧下降，与第一可饱和变压器(108)并联的第二储能电容(110)构成回路快速的放电，当第二储能电容(110)极板上的电压极性翻转时，第一储能电容(109)、第二储能电容(110)两端的电压极性相同而电压叠加，使得第一储能电容(109)和第二磁开关(118)之间的电势由原来的“零”电位跃变到2倍的第一储能电容(109)或第二储能电容(110)两端的电压值，这时候的第一磁开关(117)饱和，第一储能电容(109)、第二储能电容(110)所存储的能量串联起来通过第二级磁压缩单元的第二可饱和变压器(114)的原边耦合到副边，给第三储能电容(115)、第四储能电容(116)充电，当第三储能电容(115)、第四储能电容(116)被充电到最大值的时候，第二级磁压缩单元的第二可饱和变压器(114)达到饱和，此时，第二可饱和变压器(114)的电感急剧下降，与并联的第四储能电容(116)构成回路快速放电；当第四储能电容(116)的电压极性翻转时，第三储能电容(115)、第四储能电容(116)两端的电压极性相同形成电压叠加，使得第三储能电容(115)与第二磁开关(118)之间的电势由原来的“零”电位跃变到2倍的第三储能电容(115)或第四储能电容(116)两端的电压值，这时候第二磁开关(118)饱和，第三储能电容(115)、第四储能电容(116)串联起来迅速对下一级的磁压缩单元的储能电容充电，以此类推，到第n级的时候，第五储能电容(120)的电压极性翻转时，第五储能电容(120)、第六储能电容(121)两端的电压极性相同而叠加，使得第六储能电容(121)和第三磁开关(124)之间的电势由原来的零电势跃变到约为2倍的第六储能电容(121)或第五储能电容(120)两端的电压值，这时磁开关饱和，第五储能电容(120)、第六储能电容(121)串联起来对负载(123)和电抗器(122)放电，从而实现脉冲的压缩。