专利名称：高压脉冲电源的设计方法
技术领域：
本发明涉及高压脉冲电源的设计方法，尤其涉及一种脉冲中子测井仪用高压脉冲电源的设计方法。
背景技术：
在脉冲中子测井仪器中，中子发生器是其不可缺少的组成部份，而中子管又是中子发生器的核心部件，中子管的阳极需要加有幅度在180(T2400V的不同模式的正电压，例如在多功能水流测井仪中，当工作于中子寿命测量(NLL)方式时，阳极电压是宽度从IOOus到600us可选的脉冲电压，且要求脉冲电压后沿甚短，当工作于水流测井(WFL)方式时，要求阳极电压是间歇式直流电压，这是两种完全不同的电压源。所以现有的中子管阳极电压 源需要两个不同的电压源电路，其存在变压器尺寸大，电路硬件多的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温、体积小、硬件简单、可靠性高的高压脉冲电源的设计方法。本发明的技术解决方案是，一种脉冲高压脉冲电源的设计方法，至少包括脉冲产生控制电路、第一级倍压电路、两级保持电路、第二级倍压电路，脉冲产生控制电路通过两级保持电路与第二级倍压电路的控制端电连接，第一级倍压电路输入端与低压电源电连接，第一级倍压电路的输出端与第二级倍压电路输入端电连接，经第二级倍压电路将第一级倍压电路的倍压输出电压进行再倍压，由第二级倍压电路输出脉冲高压。所述的两级保持电路具有相同的电路形式，保持电路包括两个MOS管和一个电容，Mos管为N沟道mos管,第一个mos管漏极D与控制电路输出的INl信号端电连接,第二个mos管源极S与控制电路输出的IN2信号端电连接，第一个mos管栅极G与第二个mos管源极S电连接,第二个mos管栅极G与第一个mos管源极S电连接,第二个mos管漏极D与第一个mos管源极S之间连接并接电容C，第一个mos漏极D输出作为与第二级倍压电路4的一组控制端电连接。所述的第二级倍压电路包括6个MOS管G1、G2、G3、G4、G5、G6、两个二级管D1、D2、两个电容C1、C2和两个电阻R1、R2，6个MOS管的G1、G2为一组，源极S和漏极D串联，6个MOS管的G3、G4为一组，源极S和漏极D串联，6个MOS管的G5、G6为一组，源极S和漏极D串联，二级管Dl正极与MOS管Gl的漏极D和第一级倍压电路2的700v输出电压正端电连接，MOS管G2的源极S和第一级倍压电路2的700v输出电压负端电连接，二级管Dl负极与二级管D2串联，二级管Dl负极与二级管D2连接点与MOS管的G3漏极D和电容Cl电连接，电容Cl另一端与MOS管的G4源极S、电阻Rl —端电连接，电阻Rl的另一端与MOS管的G1、G2的电连接点电连接；二级管D2负端与电容C2 —端、MOS管的G5的漏极D电连接，电容C2另一端与MOS管的G6的源极S、电阻R2 —端电连接，电阻R2另一端与电连接MOS管G3和G4的电连接点电连接，MOS管的G5和G6电连接点输出高压21OOv。
所述的电容Cl、C2为高压电容，电容值为103uf。本发明的优点是通过高压脉冲实现宽范围变动，输出高压脉冲信号的占空比可以从109Γ90%连续变化。第一级升压电路通过将输入的24V经过变压器及二极管倍压将电压升为700V左右，供给后面的第二极倍压电路。将MOS管分为上组下组，保持电路驱动下管导通时，电路处于充电阶段，外面无输出，当保持电路驱动上管导通时，电压将会以叠加的方式输出。可以将每组管子的耐压值降低，平均分配耐压，采用多级倍压的方式，具体倍压几倍可以由选择几组管子组合产生。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明
图I是本发明实施例原理框图；
图2是第二级倍压电路 图3是两级保持电路。图中1、脉冲产生控制电路；2、第一级倍压电路；3、保持电路；4、第二级倍压电路。具体工作方式
参见图1，一种脉冲高压脉冲电源的设计方法，至少包括脉冲产生控制电路I、第一级倍压电路2、两级保持电路3、第二级倍压电路4，脉冲产生控制电路I通过两级保持电路3与第二级倍压电路4的控制端电连接，第一级倍压电路2输入端与低压电源电连接，第一级倍压电路2的输出端与第二级倍压电路4输入端电连接，经第二级倍压电路4将第一级倍压电路2的倍压输出电压进行再倍压，由第二级倍压电路4输出脉冲高压。如图2所示，第二级倍压电路4包括6个MOS管(G1、G2、G3、G4、G5、G6)、两个二级管(D1、D2)、两个电容(C1、C2)和两个电阻(R1、R2)，6个MOS管的G1、G2为一组，源极S和漏极D串联，6个MOS管的G3、G4为一组，源极S和漏极D串联，6个MOS管的G5、G6为一组，源极S和漏极D串联，二级管Dl正极与MOS管Gl的漏极D和第一级倍压电路2的700v输出电压正端电连接，MOS管G2的源极S和第一级倍压电路2的700v输出电压负端电连接，二级管Dl负极与二级管D2串联，二级管Dl负极与二级管D2连接点与MOS管的G3漏极D和电容Cl电连接，电容Cl另一端与MOS管的G4源极S、电阻Rl —端电连接，电阻Rl的另一端与MOS管的Gl、G2的电连接点电连接；二级管D2负端与电容C2 —端、MOS管的G5的漏极D电连接，电容C2另一端与MOS管的G6的源极S、电阻R2 —端电连接，电阻R2另一端与电连接MOS管G3和G4的电连接点电连接，MOS管的G5和G6电连接点输出高压21OOv。所述的电容Cl、C2为高压电容，电容值为103uf。如图3所示，两级保持电路3具有相同的电路形式，保持电路包括两个MOS管和一个电容,Mos管为N沟道mos管,第一个mos管漏极D与控制电路输出的INl信号端电连接，第二个mos管源极S与控制电路输出的IN2信号端电连接，第一个mos管栅极G与第二个mos管源极S电连接,第二个mos管栅极G与第一个mos管源极S电连接,第二个mos管漏极D与第一个mos管源极S之间连接并接电容C，第一个mos漏极D输出作为与第二级倍压电路4的一组控制端电连接。本发明的工作原理是脉冲产生控制电路将4个脉冲信号进行功率放大通过变压器提供给两组保持电路3，两组保持电路3产生第二级倍压电路4的两路驱动信号，一路同时控制MOS管G1、G3、G5的栅极，另一路控制信号控制MOS管G2、G4、G6的栅极。由第二级倍压电路4输出高压脉冲。两组驱动信号，分别控制上下两组MOS管的时序性导通，可以进行倍压，其中每一组由几个MOS管组成决定了具体倍压等级(如每一组中有3个管子则为 3倍压)，这样输出的高压脉冲就为频率，占空比随信号变化的高压脉冲，而且高压脉冲的幅度也可控。
权利要求
1.一种脉冲高压脉冲电源的设计方法，其特征是至少包括脉冲产生控制电路(I)、第一级倍压电路(2)、两级保持电路(3)、第二级倍压电路(4)，脉冲产生控制电路(I)通过两级保持电路(3)与第二级倍压电路(4)的控制端电连接，第一级倍压电路(2)输入端与低压电源电连接，第一级倍压电路(2)的输出端与第二级倍压电路(4)输入端电连接，经第二级倍压电路(4)将第一级倍压电路(2)的倍压输出电压进行再倍压，由第二级倍压电路(4)输出脉冲高压。
2.根据权利要求I所述的一种脉冲高压脉冲电源的设计方法，其特征是所述的两级保持电路具有相同的电路形式，保持电路包括两个MOS管和一个电容，Mos管为N沟道mos管，第一个mos管漏极D与控制电路输出的INl信号端电连接,第二个mos管源极S与控制电路输出的IN2信号端电连接,第一个mos管栅极G与第二个mos管源极S电连接,第二个mos管栅极G与第一个mos管源极S电连接,第二个mos管漏极D与第一个mos管源极S之间连接并接电容C，第一个mos漏极D输出作为与第二级倍压电路(4)的一组控制端电连接。
3.根据权利要求I所述的一种脉冲高压脉冲电源的设计方法，其特征是所述的第二级倍压电路(4)包括6个MOS管G1、G2、G3、G4、G5、G6、两个二级管D1、D2、两个电容C1、C2和两个电阻R1、R2，6个MOS管的G1、G2为一组，源极S和漏极D串联，6个MOS管的G3、G4为一组，源极S和漏极D串联，6个MOS管的G5、G6为一组，源极S和漏极D串联，二级管Dl正极与MOS管Gl的漏极D和第一级倍压电路(2)的700v输出电压正端电连接，MOS管G2的源极S和第一级倍压电路(2)的700v输出电压负端电连接，二级管Dl负极与二级管D2串联，二级管Dl负极与二级管D2连接点与MOS管的G3漏极D和电容Cl电连接，电容Cl另一端与MOS管的G4源极S、电阻Rl —端电连接，电阻Rl的另一端与MOS管的Gl、G2的电连接点电连接；二级管D2负端与电容C2 —端、MOS管的G5的漏极D电连接，电容C2另一端与MOS管的G6的源极S、电阻R2 —端电连接，电阻R2另一端与电连接MOS管G3和G4的电连接点电连接，MOS管的G5和G6电连接点输出高压21OOv。
4.根据权利要求3所述的一种脉冲高压脉冲电源的设计方法，其特征是所述的电容C1、C2为高压电容，电容值为103uf。
全文摘要
本发明涉及高压脉冲电源的设计方法，尤其涉及一种脉冲中子测井仪用高压脉冲电源的设计方法，其特征是至少包括脉冲产生控制电路(1)、第一级倍压电路(2)、两级保持电路(3)、第二级倍压电路(4)，脉冲产生控制电路(1)通过两级保持电路(3)与第二级倍压电路(4)的控制端电连接，第一级倍压电路(2)输入端与低压电源电连接，第一级倍压电路(2)的输出端与第二级倍压电路(4)输入端电连接，经第二级倍压电路(4)将第一级倍压电路(2)的倍压输出电压进行再倍压，由第二级倍压电路(4)输出脉冲高压。它提供了一种耐高温、体积小、硬件简单、可靠性高的高压脉冲电源的设计方法。
文档编号H02M9/02GK102969933SQ20121047483
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者张世强 申请人:西安福安创意咨询有限责任公司