[发明专利]一种适用于等离子体枪的电源

说明书

本发明公开了一种适用于等离子体枪的电源，二极管整流模块、隔离充电模块、电容储能模块、恒压限流模块、IGBT放电控制模块、电压传感器和电流传感器；二极管整流模块用于将交流电源的交流电转换为直流电；隔离充电模块用于根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为电容储能模块提供恒流电源；电容储能模块用于进行充电储能，并通过恒压限流模块为等离子体枪的放电过程供能；恒压限流模块用于根据所述电压传感器和所述电流传感器的反馈，进行恒压稳流输出；IGBT放电控制模块用于根据预设时间和预设脉宽，对等离子体枪进行放电。采用本发明实施例，在满足等离子体枪高电压参数和较小等离子体密度的同时，避免对电网的冲击且造价成本更低。

技术领域

本发明涉及等离子体电源领域，尤其涉及一种适用于等离子体枪的电源。

背景技术

等离子体枪主要由阴极、阳极和不带电的金属垫圈阵列组成，当在两个电极加上适当电压并注入中性气体后，枪能够产生匀强电场并击穿中性气体产生巨大电流，形成的等离子体团由枪出口喷射出去。磁镜等线性实验装置常使用等离子体枪作为种子等离子体源进行等离子体特性实验研究，而且随着等离子体实验装置的丰富，对等离子体要求也越来越具体。首先是要求气体击穿过程时间短，这就要求阴极和阳极电压差较高。其次，是要求等离子体密度参数可调节，这就需要对击穿后电极流过电流进行限流调节。此外，实验上还要求等离子体枪产生等离子体密度涨落要小，也就是要求通过电极的电流纹波足够小。与此同时，气体击穿过程要求电压参数较高，而等离子体维持过程要求电流参数较高，但现有技术采用满足这两个条件的成熟电源，哪怕只是脉冲放电过程，所需要的瞬时功率都会对电网冲击很大，且造价昂贵。

发明内容

本发明提供了一种适用于等离子体枪的电源，以解决现有技术在满足等离子体枪高电压参数和较小等离子体密度的同时，对电网冲击较大且造价成本较高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种适用于等离子体枪的电源，包括：二极管整流模块、隔离充电模块、电容储能模块、恒压限流模块、IGBT放电控制模块、电压传感器和电流传感器；

其中，所述二极管整流模块的输入端与交流电源连接，所述二极管整流模块的输出端与所述隔离充电模块的输入端连接；所述隔离充电模块的输出端与所述电容储能模块的输入端连接；所述电容储能模块的输出端与所述恒压限流模块的输入端连接；所述恒压限流模块的输出端与所述IGBT放电控制模块的输入端连接；所述IGBT放电控制模块输出端与等离子体枪连接；所述电压传感器的监测端与所述IGBT放电控制模块连接，所述电压传感器的反馈端与所述恒压限流模块连接；所述电流传感器的监测端与所述IGBT放电控制模块连接，所述电流传感器的反馈端与所述恒压限流模块连接；

所述二极管整流模块用于将交流电源的交流电转换为直流电；

所述隔离充电模块用于根据H桥和谐振电路对直流电进行处理，为所述电容储能模块提供恒流电源；

所述电容储能模块用于进行充电储能，并通过恒压限流模块为所述等离子体枪的放电过程供能；所述电容储能模块包括若干个电解电容；其中，第一数量的所述电解电容串联设置，组成第一电容电路；若干个所述第一电容电路并联设置，组成所述电容储能模块；

所述恒压限流模块用于根据所述电压传感器和所述电流传感器的反馈，进行恒压稳流输出；所述恒压限流模块包括MOSFET升压斩波电路和限流电阻；所述MOSFET升压斩波电路用于根据所述电容储能模块的输入电压源，进行电路升压控制；所述限流电阻用于限制输出电流；

所述IGBT放电控制模块用于根据预设时间和预设脉宽，对所述等离子体枪进行放电。