[实用新型]一种倍频功率脉冲拓扑集成电路

说明书

本实用新型公开了一种倍频功率脉冲拓扑集成电路，包括直流电压源、脉冲功率负载和2个锁相互补的脉冲功率输出单元，脉冲功率输出单元包括：2组可控开关，输入滤波电容，输出滤波电感，输出滤波电容，整流电路；可控开关包括1组开关电路，开关电路包括半导体开关以及分别与该半导体开关并联的R、C、D吸收电路和无感电阻，第一可控开关的输入端分别连接输入滤波电容的正极和直流电压源的正极，第一可控开关的输出端分别连接第二可控开关的输入端和输出滤波电感的输入端，第二可控开关的输出端分别连接输入滤波电容的负极、直流电压源的负极和输出滤波电容的负极。本实用新型提高了脉冲电源的输出频率，减小了半导体可控开关的电气应力。

技术领域

本实用新型涉及脉冲电源技术领域，特别是一种倍频功率脉冲拓扑集成电路。

背景技术

随着现代化工业制造的不断升级，传统的冶炼、烧结、表面处理、刻蚀等领域对自然环境与生态环境污染带来了很大影响，迫切要求研制出一些无污染或低污染的生产设备，人类最期望的就是将这些工艺在真空中进行，在真空进行冶炼、烧结、表面处理的先决条件就需要高频高功率脉冲电离电源。根据目前半导体开关器件特性，高频功率器件特点，同时具备高频、高电压、大电流的器件几乎没有，但是生产需求又需要。

在等离子体烧结中使用的电源为：在等离子体冶炼中：工作频率为300kHz，工作电流为20000A～40000A，工作电压为200～1200V，脉冲电流变化率大于100000A/us，脉冲电压变化率大于1000V/us；在等离子体烧结中：工作频率为100kHz，工作电流为20000A～100000A，工作电压为30V，脉冲电流变化率大于100000A/us，脉冲电压变化率大于100V/us；在等离子体渗氮、渗碳设备中需要的电源为：工作频率为40～80kHz，工作电流为500A～1000A，工作电压为800～1200V，脉冲电流变化率大于1000A/us，脉冲电压变化率大于1000V/us。在理论研究中可以短暂的时间得到一些概念数据，一旦用到规模化生产这些特殊要求非常高；传统电源几乎是无能为力。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种倍频功率脉冲拓扑集成电路。

本实用新型采用的技术方案是：

一种倍频功率脉冲拓扑集成电路，包括1个直流电压源、1个脉冲功率负载和2个锁相互补的脉冲功率输出单元，且2个脉冲功率输出单元的电路结构完全相同，分别为第一脉冲功率输出单元和第二脉冲功率输出单元；

所述脉冲功率输出单元包括：

2组可控开关，2组可控开关的电路结构完全相同，所述可控开关包括1组开关电路，所述开关电路包括半导体开关以及分别与该半导体开关并联的R、C、D吸收电路和无感电阻，所述半导体开关的负极与吸收电路的正极及无感电阻的一端并联后作为可控开关的输入端，所述半导体开关的正极与吸收电路的负极及无感电阻的另一端并联后作为可控开关的输出端；2组可控开关分别为第一可控开关和第二可控开关；

1组输入滤波电容；

1组输出滤波电感；

1组输出滤波电容；

1组整流电路；

所述第一可控开关的输入端分别连接输入滤波电容的正极和直流电压源的正极，所述第一可控开关的输出端分别连接第二可控开关的输入端和输出滤波电感的输入端，所述第二可控开关的输出端分别连接输入滤波电容的负极、直流电压源的负极和输出滤波电容的负极，所述整流电路的输入端分别连接输出滤波电感的输出端和输出滤波电容的正极；

所述2个脉冲功率输出单元的整流电路的输出端均与脉冲功率负载的一端连接，所述脉冲功率负载的另一端与直流电压源负极连接。