[发明专利]一种基于全固态开关混联的高压脉冲发生装置

权利要求书

1.一种基于全固态开关混联的高压脉冲发生装置，其特征在于，包括：控制信号产生模块、固态开关驱动电路模块、全固态MARX发生器模块、脉冲变压器模块和负载；

所述控制信号产生模块用于生成开关控制信号；

所述固态开关驱动电路模块接收到开关控制信号后，控制全固态MARX发生器模块中各开关管的导通和关断，以及导通和关断的时间；

所述全固态MARX发生器模块用于为脉冲变压器模块提供低压输出信号；

所述全固态MARX发生器模块包括n个级联的MARX电路；

所述脉冲变压器模块将低压输出信号转换为高压脉冲，并将高压脉冲输入至负载；

所述基于全固态开关混联的高压脉冲发生装置的电路拓扑如下所示：

记直流电源Vdc正极所在一端为A端，负极所在一端为B端，B端接地；

所述A端连接快恢复二极管D₁的阳极，快恢复二极管D₁的阴极连接储能电容C₁后连接至B端；

所述快恢复二极管D₁的阴极连接固态开关S_1-1的集电极，固态开关S_1-1的发射极连接固态开关S_1-3的集电极，固态开关S_1-3的发射极连接快恢复二极管D₂的阴极，快恢复二极管D₂的阳极连接至B端；

所述快恢复二极管D₁的阴极连接固态开关S_1-2的集电极，固态开关S_1-2的发射极连接固态开关S_1-4的集电极，固态开关S_1-4的发射极连接快恢复二极管D₂的阴极；

所述快恢复二极管D_2m-1的阳极连接固态开关S_k-2的集电极，快恢复二极管D_2m-1的阴极连接储能电容C_m后连接至固态开关S_k-4的发射极，m=2，3，…，n，k=m-1；

所述快恢复二极管D_2m-1的阴极连接固态开关S_m-1的集电极，固态开关S_m-1的发射极连接固态开关S_m-3的集电极，固态开关S_m-3的发射极连接快恢复二极管D_2m的阴极，快恢复二极管D_2m的阳极连接至固态开关S_k-4的发射极；

所述快恢复二极管D_2m-1的阴极连接固态开关S_m-2的集电极，固态开关S_m-2的发射极连接固态开关S_m-4的集电极，固态开关S_m-4的发射极连接快恢复二极管D_2m的阴极；

所述固态开关S_x-i均采用IGBT开关，且栅极均悬空，i=1，2，3，4，x=1，2，…，n；

所述固态开关S_x-i的集电极连接二极管D_x-i的阴极，固态开关S_x-i的发射极连接二极管D_x-i的阳极；

所述固态开关S_n-4的发射极依次连接电阻R_i、脉冲变压器初级漏感L_s1、脉冲变压器初级绕组分布电容C_d1后接地；

所述脉冲变压器励磁绕组L_m并联在脉冲变压器初级绕组分布电容C_d1的两端；

电感L₁并联在脉冲变压器初级绕组分布电容C_d1两端；

电感L₂与电感L₁分别为对应的初、次级绕组等效变比电感，记电感L₂的一端为C端，另一端为D端；

所述C端依次连接脉冲变压器次级绕组漏感L_s2、脉冲变压器次级分布电容C_d2后连接至D端；

所述负载R_L并联在脉冲变压器次级分布电容C_d2的两端。