一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源的制作方法

文档序号:37835813发布日期:2024-05-07 19:10阅读:10来源:国知局
一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源的制作方法

本技术涉及高压脉冲驱动电源,更具体的说是涉及一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源。


背景技术:

1、高压脉冲驱动电源装置在激光技术、加速器技术、核物理、x射线探伤、快速照相技术及量子辐射物理等领域应用广泛,尤其在高能物理实验中的高压点火装置需具有低抖动的纳秒级高压触发源;近几年,随着高压脉冲电源技术的进一步发展,其在民用领域也在不断地拓宽,如静电除尘、体外冲击波碎石,细胞病变检测等。

2、由于大功率低抖动脉冲驱动电源技术基础核心是高压快开关器件或电路,根据对目前国内外高压快脉冲技术发展水平研究,主要以固体器件与电真空器件为核心的高压快开关,一般固体器件快脉冲源均采用雪崩晶体管、mosfet 等设计,其具有开关速度快、晃动小等特点,但其单管的耐压值和电流驱动能力都不能满足实际应用要求,虽然采用多级级联方式可以提高其输出功率,如marx发生器电路,但其提高也很有限且增加了电路的复杂性,降低了电路的可靠性。

3、因此,如何利用适合的开关器件和驱动方式,实现快脉冲低抖动问题这也是本领域技术人员长期需要解决的问题。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供了一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,利用适合的开关器件和驱动方式,实现快脉冲低抖动的效果,克服现有技术中上述高压脉冲电源存在的问题。

2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

3、一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,包括:开关电源电路、反馈稳压电路和高压触发电路;

4、所述开关电源电路包括依次串联的ac/dc转换器、电源管理芯片、升压变压器、倍压整流电路、电容储能电路,所述ac/dc转换器用于接入220v交流电,所述电容储能电路用于连接负载,对负载放电;

5、所述反馈稳压电路的输入端连接倍压整流电路的输出端,所述反馈稳压电路的输出端连接所述电源管理芯片;

6、所述高压触发电路包括串联设置的脉冲触发源以及开关模块,所述开关模块连接所述电容储能电路;所述开关模块包括依次串联的信号处理电路、防抖电路、驱动电路和主开关,所述主开关连接到所述电容储能电路。

7、优选的,所述负载还包括柔性电流环和示波器,所述示波器与所述柔性电流环连接,所述柔性电流环连接负载,用于采集放电电流。

8、优选的,所述脉冲触发源为本地按钮触发源、光触发源或ttl电平触发源。

9、优选的,所述信号处理电路包括:连接器j1、电阻r12、电容c18、电阻r14、二极管d10、电容c16、电阻r11和电容c14;所述电阻r12与所述电阻r14和电容c18依次并联连接,所述电阻r14与电阻r12连接的一端与连接器j1的引脚1连接,所述电阻r14与电容c18连接的一端,与所述二极管d10和电容c16并联电路的一端连接,所述二极管d10和电容c16并联电路的另一端与所述电容c14和电阻r11并联电路的一端连接,所述电容c14和电阻r11并联电路的另一端与所述连接器j1的引脚2连接,所述电阻r12与电容c18连接的一端与所述防抖电路和驱动电路连接。

10、优选的,所述防抖电路包括:第一与非门、第二与非门、第三与非门、电容c17和电阻r15,所述电阻r12与所述电容c18连接的一端与所述第一与非门的输入端5连接,所述第二与非门的输入端9和输入端10连接,所述第一与非门的输出端6与电容c17和第二与非门的输入端10依次串联连接,所述第一与非门的输入端4与第二与非门的输出端8连接,所述第二与非门的输出端8与第三与非门的输入端12和输入端13分别连接,所述第三与非门的输出端11与所述电阻r15的一端连接,所述电阻r15的另一端与所述驱动电路连接。

11、优选的,所述驱动电路包括:驱动芯片、电阻r13、电容c15和二极管d11;由所述电阻r15的另一端输出固定脉宽的驱动信号至所述驱动芯片的引脚2,所述驱动芯片的引脚1和引脚8连接后,与所述电阻r13和电容c15的之间的接点连接,所述电阻r13连接供电电源,所述电容c15与驱动芯片的引脚4、引脚5和二极管d11的正极接地,所述驱动芯片的引脚6和引脚7与二极管d11的负极和主开关的引脚2连接,所述主开关的引脚1和引脚3与负载连接,所述驱动芯片的引脚6和引脚7输出快脉冲触发信号至主开关的引脚2驱动主开关导通,从而对负载进行放电,所述驱动电路的引脚3与电源u3连接。

12、优选的,所述信号处理电路中还包括电隔离电路,所述电隔离电路包括二极管d12、第四与非门、电阻r18、二极管d14、电阻r17和二极管d13;所述二极管d13的正极输入触发信号,所述二极管d13的负极通过电阻r17与二极管d14的输出端、电阻r15的一端、第四与非门的输入端引脚1和输入端引脚2连接,所述第四与非门的输出端的引脚3与所述二极管d12的负极连接,所述第四与非门的引脚1外接供电电源,所述二极管d12的正极与所述信号处理电路中的电阻r14与电容c18的公共点连接。

13、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本实用新型公开提供了一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,通过ac/dc转换器-电源管理芯片-升压-倍压整流电路形成的开关电源电路,使得脉冲电源可以获得稳定的高电压,并且通过高压触发电路的开关模块内依次设有信号处理电路、防抖电路、驱动电路和主开关,当触发外部开关时信号处理电路接收到信号并转换处理给到防抖电路,防抖电路输出固定脉宽信号至驱动电路,从而驱动电路输出低抖动的触发信号去触发主开关导通,电容储能电路对负载进行放电;本实用新型具有精度高、性能稳定、耐受高压能力强、通流能力大、寿命长,尤其具有抖动性低,抗干扰能力强的优点。



技术特征:

1.一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,包括:开关电源电路、反馈稳压电路和高压触发电路;

2.根据权利要求1所述的微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,所述负载还包括柔性电流环和示波器,所述示波器与所述柔性电流环连接,所述柔性电流环连接负载,用于采集放电电流。

3.根据权利要求1所述的微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,所述脉冲触发源为本地按钮触发源、光触发源或ttl电平触发源。

4.根据权利要求1所述的微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,所述信号处理电路包括:连接器j1、电阻r12、电容c18、电阻r14、二极管d10、电容c16、电阻r11和电容c14;所述电阻r12与所述电阻r14和电容c18依次并联连接,所述电阻r14与电阻r12连接的一端与连接器j1的引脚1连接,所述电阻r14与电容c18连接的一端,与所述二极管d10和电容c16并联电路的一端连接,所述二极管d10和电容c16并联电路的另一端与所述电容c14和电阻r11并联电路的一端连接,所述电容c14和电阻r11并联电路的另一端与所述连接器j1的引脚2连接,所述电阻r12与电容c18连接的一端与所述防抖电路和驱动电路连接。

5.根据权利要求4所述的微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,所述防抖电路包括:第一与非门、第二与非门、第三与非门、电容c17和电阻r15,所述电阻r12与所述电容c18连接的一端与所述第一与非门的输入端5连接,所述第二与非门的输入端9和输入端10连接,所述第一与非门的输出端6与电容c17和第二与非门的输入端10依次串联连接,所述第一与非门的输入端4与第二与非门的输出端8连接,所述第二与非门的输出端8与第三与非门的输入端12和输入端13分别连接,所述第三与非门的输出端11与所述电阻r15的一端连接,所述电阻r15的另一端与所述驱动电路连接。

6.根据权利要求5所述的微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,所述驱动电路包括:驱动芯片、电阻r13、电容c15和二极管d11;由所述电阻r15的另一端输出固定脉宽的驱动信号至所述驱动芯片的引脚2,所述驱动芯片的引脚1和引脚8连接后,与所述电阻r13和电容c15的之间的接点连接,所述电阻r13连接供电电源,所述电容c15与驱动芯片的引脚4、引脚5和二极管d11的正极接地,所述驱动芯片的引脚6和引脚7与二极管d11的负极和主开关的引脚2连接,所述主开关的引脚1和引脚3与负载连接,所述驱动芯片的引脚6和引脚7输出快脉冲触发信号至主开关的引脚2驱动主开关导通,从而对负载进行放电,所述驱动电路的引脚3与电源u3连接。

7.根据权利要求4所述的一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,其特征在于,所述信号处理电路中还包括电隔离电路,所述电隔离电路包括二极管d12、第四与非门、电阻r18、二极管d14、电阻r17和二极管d13;所述二极管d13的正极输入触发信号,所述二极管d13的负极通过电阻r17与二极管d14的输出端、电阻r15的一端、第四与非门的输入端引脚1和输入端引脚2连接,所述第四与非门的输出端的引脚3与所述二极管d12的负极连接,所述第四与非门的引脚1外接供电电源,所述二极管d12的正极与所述信号处理电路中的电阻r14与电容c18的公共点连接。


技术总结
本技术公开了一种微型的大电流快脉冲低抖动脉冲电源,包括:开关电源电路、反馈稳压电路和高压触发电路;开关电源电路包括依次串联的AC/DC转换器、电源管理芯片、升压变压器、倍压整流电路、电容储能电路,电容储能电路用于连接负载,对负载放电;反馈稳压电路的输入端连接倍压整流电路的输出端,反馈稳压电路的输出端连接电源管理芯片;高压触发电路包括串联设置的脉冲触发源以及开关模块,开关模块连接所述电容储能电路;开关模块包括串联的信号处理电路、防抖电路、驱动电路和主开关,本技术能够实现快脉冲低抖动的效果,具有精度高、性能稳定、耐高压能力强、通流能力大、寿命长、抖动性低、抗干扰能力强的优点。

技术研发人员:陈攀,张宝根,唐小喻,袁磊,杨定鑫,罗世缘,张学贵,符彬,杨周磊
受保护的技术使用者:四川格斯拉科技有限公司
技术研发日:20230926
技术公布日:2024/5/6
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