[发明专利]一种具有电压调整能力的高压固态调制器

说明书

本发明公开了一种具有电压调整能力的高压固态调制器，其技术方案要点是：包括高压电源、滤波电容、测量电阻、调整模块、开关模块，滤波电容、测量电阻均与高压电源并联连接；调整模块、开关模块均包括均压吸收网络、辅助供电驱动保护单元、光纤驱动器及供电控制保护单元、多个IGBT晶体管，IGBT晶体管与均压吸收网络并联；IGBT晶体管之间串联，IGBT晶体管的基极均与辅助供电驱动保护单元电性连接；辅助供电驱动保护单元、光纤驱动器及供电控制保护单元之间通信连接；光纤驱动器及供电控制保护单元与反馈控制系统通信连接。本发明通过控制调整模块中IGBT晶体管的开通、开关模块中IGBT晶体管的关断，将输出高压电稳定在所需的幅值，通断时间短，高压输出效率高。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地说，它涉及一种具有电压调整能力的高压固态调制器。

背景技术

高压电源的交流输入和负载都存在较大的不稳定性，导致高压电源的输出电压会出现较大的波动。目前，采用交流调压的高压电源并没有快速调整输出电压的能力。电子管高压调制器可以通过控制一栅电压来获得一定的输出电压调整能力，但电子管调制器存在自身损耗大、体积大、发热厉害、电源利用效率低等缺点，已不能满足加热试验对高压脉冲的更高要求。因此，如何研究设计一种具有电压调整能力的高压固态调制器是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种具有电压调整能力的高压固态调制器，在保证高压调制器体积小、重量轻、高电源利用率的情况下，具有快速调整输出电压的能力，提高了输出电压的稳定性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种具有电压调整能力的高压固态调制器，包括高压电源、滤波电容、测量电阻、调整模块、开关模块，滤波电容、测量电阻均与高压电源并联连接；调整模块、开关模块均包括均压吸收网络、辅助供电驱动保护单元、光纤驱动器及供电控制保护单元、多个IGBT晶体管，IGBT晶体管与均压吸收网络并联；IGBT晶体管的集电极与相邻IGBT晶体管的发射极连接，IGBT晶体管的基极均与辅助供电驱动保护单元电性连接，且IGBT晶体管与高压电源的高电位端连接；辅助供电驱动保护单元、光纤驱动器及供电控制保护单元之间通信连接；调整模块、开关模块中光纤驱动器及供电控制保护单元的信号输入端均与外界的反馈控制系统通信连接。

通过采用上述技术方案，反馈控制系统根据输出电压输出反馈信号，并传输至光纤驱动器及供电保护单元；光纤驱动器及供电保护单元向辅助供电驱动保护单元发出信号，从而控制调整模块中IGBT晶体管的开通以及开关模块中IGBT晶体管的关断，实现将输出高压电稳定在所需的幅值，实现向负载的宽脉冲输电，输出电压长时间的保持平顶电压，稳定性高，可靠性强，通断时间短。

本发明进一步设置为：所述IGBT晶体管的集电极、发射极之间反向并联有二极管。

通过采用上述技术方案，二极管与IGBT晶体管并联后，能够避免IGBT晶体管因突然关断产生的高压而被击穿的情况发生。

本发明进一步设置为：所述IGBT晶体管的集电极、发射极之间并联有均压电阻；调整模块中的均压电阻一一对应并联有大功率电阻。

通过采用上述技术方案，均压电阻是IGBT晶体管的静态均压，利用电阻阻值相同来实现IGBT晶体管在静态时承受电压相等，为保证在长时间工作中，电阻的工作阻值不会发生变化，均压电阻选用精密电阻。

本发明进一步设置为：所述均压吸收网络为RCD动态均压电路。

通过采用上述技术方案，动态均压主要是用于抑制对IGBT晶体管开通、关断时，由于IGBT晶体管开关时序存在差异导致的个别器件上的电压过度变化。

本发明进一步设置为：所述调整模块中IGBT晶体管的组数为20，开关模块中GBT晶体管的组数为80。

本发明进一步设置为：所述测量电阻串联设置有四个，四个测量电阻以万分之一的比例进行输出电压测量。