一种单极性微秒脉冲高压电源

摘要

一种单极性微秒脉冲高压电源，包括主电路系统（110）和控制系统（100）；主电路系统（110）完成各级电源模块的储能充电，各级电源模块在控制系统（100）驱动信号的控制下完成对负载放电，输出单极性微秒脉冲高压；控制系统（100）产生电平信号，电平信号传递到主电路系统的开关驱动电路，产生驱动控制信号，从而控制主电路系统开关的开通关断，在主电路系统的末端获得脉冲输出。每个单级电源模块在负载匹配电阻上放电得到的低压脉冲进行叠加获得高压脉冲，多级脉冲同步叠加可以获得方波脉冲，此时控制系统（100）的工作方式为同步触发方式；延时叠加可以获得具有阶梯沿的三角波，此时控制系统（100）的工作方式为延时触发方式。

主权项

一种单极性微秒脉冲高压电源，其特征在于，所述的单极性微秒脉冲高压电源包括主电路系统(110)和控制系统(100)；主电路系统(110)完成多级电源模块(120)的储能充电，多级电源模块(120)由多个单级电源模块串联组成；多个单级电源模块在控制系统(100)驱动信号的控制下完成对负载放电，输出单极性微秒高压脉冲；控制系统(100)产生电平信号，电平信号传递到主电路系统的开关驱动电路，产生驱动信号，从而控制主电路系统的开关的开通关断，在主电路系统的末端获得单极性微秒高压脉冲输出；所述的控制系统(100)包括程控脉冲发生器(101)、同步控制系统(102)、延时控制系统(103)和辅助供电系统(104)；程控脉冲发生器(101)的输出端分别和同步控制系统(102)的输入端、延时控制系统(103)的输入端连接，辅助供电系统(104)中的独立供电输出端分别与同步控制系统(102)、延时控制系统(103)中的供电端连接；所述的辅助供电系统(104)包括5V Li电池组和15V Li电池组，同步控制系统(102)与延时控制系统(103)中的电‑光转换模块和光‑电转换模块分别由5V Li电池组供电，各级开关驱动模块分别由15V Li电池组供电；所述的主电路系统(110)包括交流电源系统(111)、交流调压器(112)、开关驱动电路(118)、多级电源模块(120)和负载匹配电阻(116)；所述的交流电源系统(111)与交流调压器(112)的原边输入端连接；交流调压器(112)的副边输出作为多级电源模块(120)的多个单级电源模块的输入，与多级电源模块(120)中的第一隔离变压器(201)、第二隔离变压器(211)、第三隔离变压器(221)的原边输入端连接；多级电源模块(120)与负载匹配电阻(116)连接；在开关驱动电路(118)产生的驱动信号控制下多级电源模块(120)对负载匹配电阻(116)放电，在负载匹配电阻(116)的两端获得单极性微秒高压脉冲，该单极性微秒高压脉冲波形由多个单级电源模块在负载匹配电阻上放电产生低压脉冲叠加而成；所述的同步控制系统(102)包括第四电‑光转换模块(410)、光分路器(401)、第四光‑电转换模块(402)、第五光‑电转换模块(412)、第六光‑电转换模块(422)和第四开关驱动模块(403)、第五开关驱动模块(413)和第六开关驱动模块(423)；程控脉冲发生器(101)的一路电脉冲信号输出端连接第四电‑光转换模块(410)的输入端，第四电‑光转换模块(410)的输出端连接光分路器(401)的输入端，光分路器(401)的输出端分别连接第四光‑电转换模块(402)、第五光‑电转换模块(412)、第六光‑电转换模块(422)的输入端；第四光‑电转换模块(402)的输出端连接第四开关驱动模块(403)的输入端，第五光‑电转换模块(412)的输出端连接第五开关驱动模块(413)的输入端，第六光‑电转换模块(422)的输出端连接第六开关驱动模块(423)的输入端，第四开关驱动模块(403)、第五开关驱动模块(413)和第六开关驱动模块(423)的输出端和主电路系统(110)的开关驱动电路(118)连接；所述的延时控制系统(103)包括第一电‑光转换模块(301)、第二电‑光转换模块(311)、第三电‑光转换模块(321)、第一光‑电转换模块(302)、第二光‑电转换模块(312)、第三光‑电转换模块(322)、第一开关驱动模块(303)、第二开关驱动模块(313)、第三开关驱动模块(323)；程控脉冲发生器(101)的多路电脉冲信号输出端分别与第一电‑光转换模块(301)、第二电‑光转换模块(311)、第三电‑光转换模块(321)的电信号输入端连接；第一电‑光转换模块(301)的输出端与第一光‑电转换模块(302)的输入端连接，第二电‑光转换模块(311)的输出端与第二光‑电转换模块(312)的输入端连接，第三电‑光转换模块(321)的输出端与第三光‑电转换模块(322)的输入端连接；第一光‑电转换模块(302)的输出端与第一开关驱动模块(303)的输入端连接，第二光‑电转换模块(312)的输出端与第二开关驱动模块(313)的输入端连接，第三光‑电转换模块(322)的输出端与第三开关驱动模块(323)的输入端连接，第一开关驱动模块(303)、第二开关驱动模块(313)和第三开关驱动模块(323)的输出端和主电路系统(110)的开关驱动电路(118)连接。