[发明专利]一种用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器

权利要求书

1.一种用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于包括：

电源，用于作为脉冲发生器的能量源，提供充电电压；

整流滤波模块，连接在所述电源的输出端，用于对电源输出的充电电压进行整流和过滤；

开关模块，连接在所述整流滤波模块的输出端，用于控制脉冲发生器的放电频率；

储能模块，连接在所述整流滤波模块的输出端，经整流滤波模块整流和过滤后的充电电压对储能模块进行充电，储能模块储能；

变压器，其原绕组连接在所述开关模块的输出端并与所述储能模块并联，用于对电压进行初步升压；

预击穿模块，并联连接在所述变压器的副绕组，用于继续升压和陡化所述变压器初步升压后的电压；

负载，并联连接在所述预击穿模块的输出端，预击穿模块提供击穿负载的瞬时高脉冲电压在负载内形成通道；

磁开关模块，连接在开关模块的输出端并与所述负载连接，用于控制所述储能模块向所述负载放电；所述磁开关模块在所述预击穿模块击穿负载前断开，预击穿模块击穿负载前后磁开关模块闭合；所述储能模块在磁开关模块闭合后经所述开关模块和磁开关模块向负载放电，实现破岩。

2.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述开关模块包括开关、以及与开关连接触发电路，触发电路通过接收触发信号的数量和时间间隔来控制所述开关的通断，进而控制电脉冲发生器的放电频率。

3.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述负载为液体介质或岩石；当负载为液体介质时，所述预击穿模块的脉冲陡化作用可相对弱化，保证较大的脉冲电压峰值；当负载为液体岩石时，所述预击穿模块要具有较强的脉冲陡化作用，同时保证较大的脉冲电压峰值。

4.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述磁开关模块包括磁开关、以及与磁开关连接的复位电路，所述复位电路在所述储能模块对所述负载放电完成后控制所述磁开关断开。

5.根据权利要求2所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述整流滤波模块和开关采用绝缘栅双极型晶体管驱动板实现。

6.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述储能模块采用两个电容组实现，其中一个电容组连接在电源的两端；另一个电容组连接在开关的输出端和变压器的原绕组之间。

7.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述变压器采用脉冲变压器。

8.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述预击穿模块可采用LC电路和LC脉冲压缩电路实现，所述LC脉冲压缩电路中的电感采用可饱和电感。

9.根据权利要求1所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述变压器和预击穿模块可采用变压器电路或磁开关电路实现；

所述变压器电路包括第一可调变压器和第二可调变压器，第一可调变压器的原绕组与开关模块连接，其副绕组通过一个电容与第二可调变压器的原绕组连接，第二可调变压器的副绕组通过一个电容与负载连接；

所述磁开关电路包括第三可调变压器、第一磁开关、第二磁开关和第三磁开关，第三可调变压器的原绕组与开关模块连接，其副绕组并联连接有第一电容和第二电容，第二电容与第一磁开关连接，第一电容的接地端与第二磁开关连接，第一磁开关和第二磁开关的输出端均并联连接有第三电容和第四电容，第四电容与第三磁开关连接，第三磁开关的输出端与电感和负载连接，第三电容的接地端与电感连接，负载与电感并联。

10.根据权利要求2所述的用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器，其特征在于：所述预击穿模块可采用多个并联的气隙开关电路实现，所述气隙开关电路包括气隙开关、第一升压电容、第二升压电容、第一保护电阻和第二保护电阻，第一升压电容、第一保护电阻、第二升压电容和第二保护电阻依次首尾连接，所述气隙开关的两端分别连接在第一保护电阻和第二保护电阻的输出端；

所述预击穿模块的第一个气隙开关电路中气隙开关与触发电路连接，所述触发电路包括电压源、第一脉冲变压器、整形桥电路、缓冲电路、保护电路、可控硅、第二脉冲变压器、IGBT驱动板、信号延迟模块和触发信号模块，所述电压源与第一脉冲变压器的原绕组连接，第一脉冲变压器的副绕组与整形桥电路连接，缓冲电路与可控硅并联后与保护电路连接，第二脉冲变压器的原绕组与保护电路连接，其副绕组与气隙开关连接，所述可控硅、IGBT驱动板、信号延迟模块和触发信号模块依次连接，触发信号模块还与开关连接。