[发明专利]一种LTD模块及提高其内部支路放电同步性的电路

说明书

本发明公开了一种LTD模块及提高其内部支路放电同步性的电路，本发明的电路包括N个Brick支路，且N个Brick支路串联连接后通过LTD模块磁芯与次级负载耦合连接。本发明的LTD模块采用串联自同步连接结构，利用LTD模块磁芯实现模块支路输出电压隔离，从而降低其他模块开关导通建立时间和抖动，减小由此引起开关抖动引起的输出脉冲前沿变缓的效应。

技术领域

本发明属于脉冲功率源技术领域，具体涉及一种LTD模块及提高其内部支 路放电同步性的电路。

背景技术

脉冲功率源可以用于产生X射线、超高温度和压强，在工业和国防领域有 着广泛的应用。近年来提出的快直线变压驱动源，是一种结构紧凑、能量利用 效率较高的驱动源技术。

Kim等人提出的LTD技术与传统的多级压缩技术不同，它直接将模块产生 的多个小功率电脉冲进行时间和空间的合成，获得高电压、大电流的电脉冲。 通常的LTD技术驱动器从上至下分为：装置、支路、模块。

直线变压驱动源(Linear transformer driver,LTD)为高压脉冲产生装置，典 型的LTD驱动器源的基本单元是LTD模块，每个LTD模块由多个Brick支路(由 1个开关和2个电容器/1个电容器，如图1所示由电容C(电容C是模块内并联 Brick的等效并联电容)和开关S构成，多个Brick支路并联后通过磁芯耦合将 能量传输到次级负载上。

当模块含有N个参数相同的Brick时，开关导通后每个Brick导通电流为I_B。 LTD模块内部磁芯是环形的，Brick并联输出与次级是单匝的，且磁耦合系数高 近似为1，Brick并联输出与次级的等效变比为1:1，即次级获得的电流为N×I_B。 由于开关导通时间抖动以及开关之间的差异，导致LTD模块中的多个开关导通 时间存在一定的分散性，这将引起模块输出的电脉冲前沿变缓。且典型的LTD 模块中每个Brick支路的开关都需要一个触发信号，以保证每个Brick将存储能 量输出。

具体如图2所示的并联连接结构的LTD模块中Brick连接的电路连接原理 图。模块中Brick支路中电容器充电后，当Brick支路开关导通，并联Brick支 路产生的电脉冲通过磁芯耦合(等效为1:1变压器)传输到负载上。多个Brick 并联输出存在的主要缺点：①多个Brick的开关导通时间本身存在分散性，由于 Brick输出端并联在一起，先导通的Brick支路会在并联输出端产生幅值为V的 电压，这将造成还未导通Brick开关上的电压差由U₀变为U₀-V，导致开关的延 迟增大，从而进一步增大了Brick开关导通时间分散性。模块内Brick开关导通 分散性，将导致模块输出电脉冲前沿变缓；②LTD模块内部每个Brick的开关都 需要外部输入的触发信号，总体上需要的触发信号多。

发明内容

为了解决现有LED模块由于开关导通时间抖动以及开关之间的差异，从而 影响LED模块输出前沿的问题，本发明提供了解决上述问题的一种提高LTD模 块内部支路放电同步性的电路，本发明通过改变LTD模块内部Brick支路电路 连接方式，采用自同步连接方式使得所有Brick支路同时对次级负载放电，消除 多个开关导通时间分散性对LTD模块输出前沿的影响。

本发明通过下述技术方案实现：

一种提高LTD模块内部支路放电同步性的电路，包括N个Brick支路，且 N个Brick支路串联连接后通过LTD模块磁芯与次级负载耦合连接。

优选的，本发明的Brick支路包括开关和电容器。

优选的，本发明的LTD模块磁芯为环形磁芯。

优选的，本发明串联连接的N个Brick支路缠绕所述LTD模块磁芯上，共 有N圈，次级为单圈，LTD模块内部电流与次级输出电流比为1：N，则次级负 载获得的电流为N×I_B；