图解脉冲高压电源的实现方法

合集下载

电除尘专栏第10期脉冲电源技术

电除尘专栏第10期脉冲电源技术关键词：电除尘高频电源除尘器上期栏目我们介绍了电除尘新技术的一种高频电源技术，这期我们将继续介绍电源中另一种新技术——脉冲电源技术一工作原理脉冲电源是电除尘配套使用的新型高压电源之一，其脉冲供电方式已在世界上被公认为是改善电除尘器性能和降低能耗最有效的方式之一，可广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业的烟气粉尘治理，可实现高效除尘、保护环境的作用。

脉冲电源以窄脉冲电压波形输出为基本工作方式，其主要目的是在不降低或提高除尘器运行峰值电压的情况下，通过改变脉冲重复频率调节电晕电流，以抑制反电晕的发生，使电除尘器在收集高比电阻粉尘时有更高的收尘效率。

目前常见的电源叠加方式主要为一个直流高压电源和一个脉冲高压电源叠加而成，即基础电压部分和脉冲电压部分。

基础电压部分：可由高频电源、三相电源、工频电源等直流电源产生，基础电压额定值一般为60kV。

脉冲电压部分：脉冲电压部分由IGBT开关器件、储能电容、脉冲变压器、高压隔直电容组成，这些器件与电除尘器等效电容构成谐振回路，产生谐振电流，并最终在除尘器上产生脉冲电压。

脉冲电压宽度小于100微秒，脉冲电压峰值最高可达80kV，其输出的脉冲幅度、脉冲重复频率、基础二次直流高压和基础二次直流电流可调。

图1脉冲电源主电路原理图图2脉冲电源主电路框图图3脉冲高压电源波形二技术特点（1）高效节能脉冲单元负责粉尘荷电，其供电时间短且采用能量回馈机制，脉冲升压时的大部分能量会送到贮能电容中回收，可以供下一步脉冲使用；而基础直流高压单元只需维持电除尘器电场起晕电压，提高了电能利用效率，在满足除尘效率的同时减少了供电功率。

（2）工况适应能力强，有效抑制反电晕在脉冲电源供电情况下，因平均电流较小，减轻了粉尘层中的电荷积累，因而可减弱反电晕的发生。

另外，脉冲电源的平均电压电流和峰值电压电流单独可调，煤种和粉尘的适用性大幅提高，对高比电阻粉尘等恶劣工况具有广泛的适应性。

高压脉冲发生器的类型

高压脉冲发生器通常有五种方式可以实现：（1）Marx型，其原理图如图1.11所示，工作原理可以简单地概括为“电容器并联充电，串联放电”，即n个电容器对一个电压值为V0的直流电源进行并联充电，串联放电后，在负载上产生一定脉宽、电压幅值为nV0的高压脉冲。

Baek等于2007年设计了一套输出为20kV/300A、脉宽为5μs的Marx型高压脉冲发生器。

（2）脉冲升压型，其原理如图1.12所示，这种类型的的发生器是将一个直流电压先经过逆变电路变为双极性的方波，再通过一个脉冲升压器提高电压等级。

采用这种方法设计高压脉冲发生器的研究机构比较多，其中美国俄亥俄州立大学的Zhang等在2000年利用该原理搭建了一台输出电压为12kV的高压脉冲发生器，先将1000V的直流电经逆变电路转化为1000V 的双极性方波脉冲，再通过一个变比为1:12的脉冲变压器将电压升至12kV。

另外，Alkhafaji 等在2007年也设计一台脉冲升压型结构的高压脉冲发生器，最后输出脉冲幅值30kV、脉宽2.5μs、频率200Hz的高压脉冲发生器。

同样地，Rocher等在2010年也根据脉冲升压型的原理设计了一台脉冲幅值为15kV、频率为250~300kHz的高压脉冲发生器。

（3）固态开关串联型，其原理图如图1.13所示，系统一般由高压直流电源、储能电容、固态开关的串、并联模块和负载组成，通过控制串并联开关的导通与关断，可在负载上得到高压脉冲。

Prins等于2001年利用IGBT串联技术搭建了一台电压幅值为30kV、电流200A、脉宽在0~99μs可调、频率为1kHz的双极性方波脉冲发生器。

在中国，工程物理研究所的孔甘银等研制了电压等级为10kV的固态开关串联型高压脉冲电源。

（4）传输线变压器（Transmission Line Transformer，TLT）型，其结构如图1.14所示，工作原理为：电容器充电完成后，因传输线变压器的耦合作用，任一开关闭合导通，其余开关将被触发而同步闭合导通，储能元件将通过变压器驱动变阻线工作，输出高压脉冲。

高精度高压脉冲电源原理与实验研究_但果

第43卷第5期2003年9月大连理工大学学报Journa l of Da l i an Un iversity of TechnologyVol.43,No .5Sept 12003文章编号:100028608(2003)0520623204收稿日期:2002204218;　修回日期:2003205210.作者简介:但　果(19752),男,博士生;邹积岩3(19542),男,教授,博士生导师.高精度高压脉冲电源原理与实验研究但　果1,　邹积岩31,　丛吉远1,　刘　凯2(1.大连理工大学电气工程与应用电子技术系,辽宁大连　116024;2.信息产业部合肥38所,合肥　230088)摘要:在脉冲电场非热效应应用中,高精度高压脉冲电源是关键技术之一.利用大功率开关器件(IGBT )配合脉冲升压变压器可以得到高精度高压脉冲电源.该电源通过复杂可编程逻辑器件(CPLD )来产生脉冲触发信号,经大功率IGBT 专用驱动模块驱动,可以实现脉冲电压在0～10kV ,脉冲频率在10H z ～5kH z,脉冲宽度在2～30Λs 以及脉冲个数在1～100内的精确控制,并可实现脉冲宽度以1Λs 为步长增减,可以满足脉冲电场非热效应应用的参数要求.关键词:高压脉冲电源;复杂可编程逻辑器件;非热效应中图分类号:TM 832文献标识码:A0　引　言非热效应是目前生物电磁学研究的热点之一,利用脉冲电场非热效应对液态食品灭菌不会破坏其营养成分(蛋白质、氨基酸和维生素等).在非热食品处理技术中,脉冲电场(PEF )是目前效果最好的、最有工业前景的技术[1].研究表明:上升沿小于1Λs,脉宽为5～15Λs,场强为10～50kV c m 的脉冲电场就可用来对液态食品进行非热效应灭菌[2].电场强度、处理时间及频率是脉冲电场非热灭菌电气上的关键参数[3],因此为了详细研究脉冲电场非热灭菌的机理与各主要参数之间的关系,就必须研制一高精度高压脉冲电源.脉冲电场非热液态灭菌处理系统主要由脉冲电源和处理室构成,其中脉冲电源是其核心部分.以往研制的脉冲电源中主要有:利用L 2C 脉冲成型网络产生的脉冲高压[4];利用脉冲电容储能、触发放电产生的脉冲高压[5];或者是利用逆变,串联谐振来产生脉冲高压[6].这几种高压脉冲电源虽然能够产生较高的电压幅值,但脉冲波形得不到精确控制,波形较差,基本上没有平顶,而且重复频率低,脉冲的个数较难控制.近年来,国外用大功率电力电子器件的串并联实现高压脉冲电源, 控制方便,波形及负载适应能力均可达到很高水平,但高压电力电子器件成本高,可靠性也难以得到保证[7].本文把传统变压器的方法与电力电子器件的应用结合起来,提出了新的电源结构设计.1　系统设计1.1　系统的原理电路为了得到良好的高压脉冲波形,而且脉冲频率、脉冲宽度和脉冲个数可控,选择了如图1所示的IGB T 集电极输出的主电路拓扑结构.其中平板电极电容器为负载,可以等效为电阻和电容的并联;具体参数的计算见1.2.利用普通工频变压器一次升压,采用全桥可控整流,即使输入在一定范围内变化,输出能够得到稳定直流1000V (一般电力电子器件的上限工作电压);开关器件选用绝缘栅双极晶体管IGB T.IGBT 的工作特性有陡峭的上升沿和下降沿,而且较容易控制.利用脉冲升压变压器对IGB T 输出的高精度脉冲波形进行升压,使加在平板电极处理室上的脉冲电压达到10kV 以上.对上述电路稍加变化,增加电容,利用半桥拓扑结构可获得双极性的高压脉冲;或者增加IGB T ,利用全桥拓扑结构亦可获得双极性高压脉冲.在相同输入电压下,利用全桥实现的双极性脉冲电压是利用半桥实现的双极性脉冲电压的2倍,但使用开关管多,成本较贵.图1　高压脉冲电源主电路拓扑结构图F ig 11　M ain circuit topo logy of h igh vo ltage pulsegenerato r1.2　主要元件的典型参数选取元件参数主要取决于负载.该电源的负载为装有液态食品的平板电极处理室,其等效电容可由下式表达:C =Εs d(1)式中:Ε为平板电极中液体的介电常数;s 为平板电极与液体接触的面积(m 2);d 为平板电极两电极板间的距离(m ).等效电阻可表示为R =Θd s(2)式中:Θ为液体的电阻率.结合本研究的实验装置,平板电极与液体接触的面积最大为2.5×10-3m 2,电极间距离为1c m.当电极处理室中装有细菌培养液时,由公式(1)、(2)可计算出其等效电容和电阻分别为C c =0.35nF,R c =1808(水的相对介电常数和电阻率分别取为80和908 m ),用高级电桥测量得到C m =57nF,R m =2408.其中等效电容的计算值和测量值差别较大,原因主要在于对处理液的介电常数取值的误差(通常不同的水的介电常数能相差几到几十倍)上,以及平板电极的边缘效应上.由于不同液态食品的电阻率差别很大,在设计中要考虑适合多种液态食品的处理.液态食品的电阻与电容需由实验测取,电阻须大于上述值,电容须小于上述值.考虑到不同处理介质的电阻率和介电常数差别较大,将脉冲变压器次级的脉冲电流定为100A ,初级的电流设为1000A ,选择日本东芝公司M G1200V 1U S51(1200A ,1700V )的IGB T.1.3　控制电路及实现控制脉冲频率、宽度和个数,就是产生频率、宽度和个数可控的驱动波形.为了能用于不同处理对象,要求脉冲电源的宽度以1Λs 为步长增加或减少.由于用普通的模拟器件无法得到准确稳定的脉冲驱动波形,本设计采用复杂可编程逻辑器件(CPLD ),型号为A ltera 公司生产的EPM 7128SL C84.此种芯片为数字可编程,很容易通过单片机和上位机进行通信,其处理的速度根据外加时钟频率而定,最高可达150M H z .具体控制电路如图2所示,在确定了脉冲的频率、宽度和每次作用的个数后,以CPLD 的时钟频率为参考,通过编程或者组合逻辑设计,在CPLD 内部实现所需要的触发信号;此触发信号经隔离、放大后作为IGB T 专用驱动模块的输入、输出控制IGB T.该电源所使用的时钟频率为2M H z,周期为0.5Λs,通过编程或设计完全可以实现以1Λs 为步长增减.图2　控制系统结构示意图F ig 12　Constructi on draw ing of con tro l system 为了使电源能够长时间稳定工作,增加了保护检测部分,因为脉冲上升沿要小于1Λs,因此保护检测部分必须具有ns 级的响应速度.1.4　脉冲变压器脉冲变压器的设计主要考虑响应特性,保证波形失真小.首先是变压器铁芯,选用超薄取向冷轧硅钢片,厚度为0.08mm.要获得陡峭的上升沿,脉冲变压器就必须有小的分布电容和漏感.可采取减少次级匝数来获得较小的漏感和分布电容,但是这样会增加脉冲的顶降和铁芯的体积.综合考虑各种因素,试验取带厚为0.08mm ,带宽为16mm ,导磁率为1.6T 的薄硅钢片做磁芯.为了减小漏感和高频趋肤效应,变压器的初级及次级均采取并联绕制形式[7].加之其他严格的工艺保证,试品达到了亚Λs 级的响应速度.脉冲变压器输入为单极性脉冲波时,铁芯中会产生剩余磁感应强度.为了使其能够正常工作,必须减小剩余磁感应强度.可以采用在铁芯中增加气隙的方法,但是此方法存在一些明显的缺点[7].最有效的方法是对脉冲变压器铁芯施加去磁磁场,当去磁磁场强度H q =-(1～2)H c (Hc为铁芯额定磁场强度)时,能显著提高磁感应增量和脉冲磁导率[7].本文取直流电流去磁,使H q =-2H c ,在放电周期之间达到了完全去磁的效果.426大连理工大学学报第43卷　2　试验结果及讨论图3～6是利用美国泰克TD S300M 示波器,P6015A (1000∶1)高压探头测得的负载上的电压波形,脉冲宽度分别为4、5、8、10Λs.图3　脉冲宽度为4Λs 的试验波形F ig 13　4Λs V o ltage pu lse w avefo rm图4　脉冲宽度为5Λs 的试验波形F ig 14　5Λs V o ltage pulse w avefo rm图5　脉冲宽度为8Λs 的试验波形F ig 15　8Λs V o ltage pu lse w avefo rm图6　脉冲宽度为10Λs 的试验波形F ig 16　10Λs V o ltage pulse w avefo rm 从图3～6可以看出,该脉冲电源实现了以1Λs 步长增减的功能,并且在所设计的脉冲宽度内都能获得良好的脉冲波形.由于脉冲变压器存在漏感和杂散电感,在IGB T 高速开启和关断时会产生较大的d I d t 和d V d t ,容易损坏IGBT ,必须添加吸收电路网络和构建脉冲变压器的续流回路.因为该脉冲电源的占空比很小,可采用简单适用的RCD 吸收网络,如图7所示.但参数必须满足公式(3)、(4)所列的条件[8].其中C ≥i c md V ce d t(3)V ce I cr m ≤R ≤t fg m in4 C s(4)式中:i c m 为集电极最大电流;d V ce d t 为关断时电压变化率;V ce 为最大集电极2发射极电压;I cr m 为集电极允许通过最大电流;t fg m in 为基极、发射级最小导通时间.为了改善脉冲波形,在精确设计吸收电路的同时,还需在脉冲变压器输入端反向并联一大电流二极管,关断后可以形成续流回路,最大限度地减小IGB T 关断后产生的反冲电压.为了降低当IGB T 关断后变压器内部的电流,使变压器铁芯正常工作,减小噪声,反向二极管应串联一电阻和无感电容的并联单元,电阻的大小依据电压的高低和脉冲占空比来确定.图7　系统的吸收回路、续流回路和抑制电感F ig 17　Supp ressive,aux iliary circu its of pulsegenerato r526　第5期但　果等:高精度高压脉冲电源原理与实验研究由于负载等效为一电阻和电容的并联,在IGB T导通瞬间,电容短路,整个电源回路中电压就全部承受在电源的内阻和接线电阻上,因此有很大的d I d t.在回路中必须添加一限流电感,从前面的脉冲前沿的计算中可知,脉冲上升沿还留有一定的裕量,添加电感的大小需在满足脉冲波形上升沿的要求和有效减小d I d t两者中实验选择一最优值,该电源中选用铁氧体磁环绕制的值为50ΛH的电感.3　结　论综上所述,采用IGB T配合脉冲升压变压器这种技术路线,利用CPLD产生触发信号,可准确控制脉冲电源的频率、脉宽及每一次作用到处理室的脉冲个数,在一定范围内完全可以实现高压脉冲波形随驱动波形的控制,能够满足脉冲电场非热液态食品处理技术的理论和实验研究的需要.参考文献:[1]JEYAM KONDAN S,JA YA S D S,HOLL EY R A.Pu lsed electric field p rocessing of foods:a review[J].J Food Protect,1999,62(9):108821096. [2]BA R SO T T I L,M ERL E P,CH EFT EL J C.Foodp rocessing by pu lsed electric fields[J].PhysA spects,Food Rev I n t,1999,15(2):1632180.[3]BA RBO SA2C A′NOVA S G,GO′N GORA2N IETO, M arcela M,et a l.Pu lsed electric pow er in food p reservati on[A].Conference of Food Eng i neer i n g[C].R eno:[s n],2001.[4]ZHAN G Q ing2hua,BA RBO SA2CA′NOVA S G, S W AN SON B G.Engineering aspects of pu lsed electric field pasteurizati on[J].J Food Eng,1995, 25(2):2612281.[5]吴为民,李树杰,许东卫.脉冲高压液体灭菌技术的研究[J].高电压技术,1994,20(4):326.[6]王艳玲,周平安,回容德.脉冲高压电源的研制[J].电测与仪表,1997,34(11):8210.[7]王瑞华.脉冲变压器设计[M].成都:成都电子科技大学出版社,1988.[8]PENDHA R KA R S,TR I V ED I M,SH ENA I K.E lectro ther m al si m ulati ons in punch th rough andnonpunch th rough IGBT′s[J].I EEE Tran s on ElectrD ev ices,1998,45(10):222222231.Pr i nc iple of h igh prec ise h igh voltagepulse power and its exper i m en ta l researchDAN　G uo1,　ZOU　J i2ya n31,　CONG　J i2yua n1,　L I U　Ka i2(1.D e p t.of Ele c tr.a nd Ele c tron Eng.,D a lia n Univ.of Te chno l.,D a lia n116024,C hina;2.No.38I ns t.of M inis t.of I nf.I nd.,He fe i230088,C hina)Abstract:A h igh2p recisi on and h igh2vo ltage p u lse generato r,w h ich is m ade up of h igh2pow er s w itch apparatu s,is p ropo sed.It u tilizes com p lex p rogramm ab le logic device(CPLD)to generate trigger signals and to be driven by special driven2m odu le.T h is h igh2vo ltage pu lse generato r can con tro l pu lse vo ltage from0to10kV,p u lse frequency from10H z to5kH z,pu lse w idth from2to30Λs w ith the step length1Λs,and pu lse num bers from1to100.T he pow er is satisfied w ith the app licati on of non2therm al effect under p u lsed electric fields.Key words:h igh2vo ltage pu lse generato r;CPLD;non2ther m al effect626大连理工大学学报第43卷　。

高压脉冲轨道电路

7.3 使用
注意:使用时将两个调整端子T接向该高压脉冲隔离匹配盒所在一侧移频发送设备产生的载频频率相对应的端子。例如，若该侧移频发送频率为1700Hz时，则将两个调整端子T均接向隔离匹配盒的1700端子。
7.4内部原理图
8、 GM·QY型高压脉冲抑制器
8.1用途： GM·QY型高压脉冲抑制器适用于高压脉冲轨道电路叠加ZPW2000电码化，在高压脉冲轨道电路受端起到隔离电码化的作用。
施工调整：
1、现场调研轨道电源容量高压脉冲轨道电路的平均功耗为60W/区段。施工前应根据改造区段的数量
初步估算轨道电源容量是否满足改造后的要求，若不满足，则需要考虑增加电源屏容量。
2、器材测试使用前应先将器材按照标准要求进行检测，避免因运输等问题影响开通使用。 3、根据施工图纸、现场情况及调整表选择扼流变压器或轨道变压器，并确定变比及连接端子。四线制电码化区段，扼流变压器或轨道变压器应选择3：1变比，调谐器一般固定使用6.5：1变比。然后进行室外及室内设备的接线及调整，并进行仔细检查，确保接线正确。 4、连接译码器的输入端子长区段译码器输入使用1、3端子，短区段使用1、2端子。 5、若通电后发现尾部电压高出头部电压很多，则考虑可能是极性相反，只需将轨道变压器或扼流变压器端子所接线对调即可。
高压脉冲轨道电路
国际铁路联盟UIC技术研究所ORE(现ERRIA174委员会)推荐的确保车轮在轨间分路的轨间电压: 1.1V（峰值） :钢轨表面通常干净的区段； 6V （峰值） :轻轨车辆行走，闲散的线路区段； 10V （峰值） :钢轨表面有一层硅氧化层污染的区段； 50V （峰值） :钢轨表面氧化生锈严重、陈旧的区段。
4.4 BE1-M系列扼流变压器匝比。

高压脉冲电源原理

高压脉冲电源原理
高压脉冲电源是一种能够产生高电压脉冲的电源系统。

其工作原理基于电子元器件的充电和放电过程。

该电源系统主要由以下几个部分组成：电源输入、脉冲发生器、高压放大器和输出装置。

首先，电源输入部分将外部供电转换为适合电路工作的稳定直流电压。

这一部分通常包括整流、滤波和稳压电路。

接下来，脉冲发生器的作用是产生一个稳定且频率可调的脉冲信号。

常见的脉冲发生器包括555定时器和可编程逻辑器件等。

该信号会被高压放大器放大后输出。

高压放大器是将低电压的控制信号放大到所需的高压幅度的关键部分。

通常采用变压器、放大电路等元件来实现。

放大器的输出会连接到输出装置，比如用于产生高压脉冲的电极或电容。

当高压脉冲电源工作时，脉冲发生器会周期性地生成脉冲信号。

该信号经过高压放大器放大后，输出到输出装置。

输出装置将这些高压脉冲传递给被驱动设备，如激光器、等离子体加速器等。

总结起来，高压脉冲电源通过将外部供电转换为适合工作的直流电压，并使用脉冲发生器和高压放大器的协同工作，能够生成高压脉冲信号，用于驱动各种高压设备的工作。

高压脉冲发生器原理

高压脉冲发生器原理
高压脉冲发生器是一种能够产生高能脉冲电场和磁场的核技术设备。

其基本原理是借助电路中电容的电能快速放电，使得电路中的电感元件在
瞬间产生高电流，并产生强烈的磁场和电场，从而产生高能脉冲电磁辐射。

具体实现方式有以下几种：
1.放电管法：通过将电容上存储的能量快速释放到一个低阻值的放电
管上，使得电路中的电感元件在瞬间产生高电流，从而产生高能脉冲。

2.快速开关法：通过控制一个可调的开关管的开关状态，使得电路中
的电容能够在合适的时候快速放电，从而实现高能脉冲辐射。

3.磁压缩法：通过使用磁场的作用将导体进行磁压缩，使得电路中的
电容得以快速放电，从而产生高能脉冲。

高压脉冲发生器的原理在核科技，工业监控，药品贮存等领域有着广
泛的应用。

高功率脉冲电源

高功率脉冲电源学院（系）：电气工程学院班级：1113班***名：**学号：********大连理工大学Dalian University of Technology1分类及结构原理高功率脉冲最早始于30年代，随着用电容器放电产生X射线的出现，经过了几十年的发展，目前高功率脉冲电源应用范围非常广泛，例如用于闪光X射线照相、高功率激光、大功率微波、电磁脉冲、电磁发射(或推进)、粒子束武器和电磁成形等离子体物理与受控核聚变研究、核爆炸模拟等方面。

‘如图1所示。

高功率脉冲电源包括初级能源、中间储能脉冲成形系统及转换系统等几个部分。

图1. 高功率脉冲电源组成框图脉冲功率的形成过程是：首先经过慢储能，使初级能源具有足够的能量；其次，向中间储能和脉冲形成系统注入能量；再次，能量经过储存、压缩、形成脉冲或转化，等复杂过程之后，最后快速释放给负载。

(1)初级能源为小功率的能量输入设备，如电容器的充电机、电感线圈的励磁电源、飞轮电机的拖动电机，其能源来在电网。

(2)中间储能设备有以电容器和Marx发生器为例的电场储能，以常温或超导电感线圈为例的磁场储能，以各类具有转动惯量的脉冲发电机为主的机械储能，以蓄电池、磁流体发电机、爆炸磁通压缩发生器为代表的化学储能，以及以核能磁流体发电机为例的核能初级能源，等等。

(3)能量转换与释放系统主要包括各种大容量闭合开关和断路开关及各种波形调节技术设备。

脉冲功率装置初级能源的储能方式主要包括：以电场形式储能的电容器、以磁场方式储能的电感器、机械能发电机、化学能装置以及核能等。

如表1所示。

(1)电容储能简单、技术成熟，因此它的应用最为广泛，如惯性约束、强激光、粒子束武器、大功率微波等。

世界上一些著名的脉冲功率装置都采用电容储能放电回路，如美国的PBFA．II等。

(2)电感储能最大的优点是储能密度大，所以倍受研究者的关注。

电感储能技术在诸如受控等离子体物理、受控核聚变、电磁推进等现代科学技术领域中，都有着极为重要的应用。

脉冲式充电器电路图

图是脉冲式充电器电路。

图（a）为充电器电路，图（b）为充电器框图，由基准电压、时钟脉冲、充电控制和恒流部分等组成。

工作原理简述如下：NE555产生时钟脉冲，通过3脚输入14013构成的D触发器，14013的D，端（5脚）输入为高电平时，Qt端（1脚）输出高电平，晶体管VTi导通，VT3与LED，等构成的恒流电路对电池进行充电。

电池的电压随充电而升高，但未超过1.4V时，Ay输出仍为高电平。

若14013的D1端输入为高电平，即使有时钟输入，14013的Q1输出仍保持不变，为高电平。

当电池电压升高超过1.4V时，A1输出为低电平，若一定时间后输入脉冲，则Q1输出低电平，VT1截止，电池停止充电，为休眠状态。

若电池放电时，电池电压降到一定值时，A1输出高电平，则14013的D，为高电平，来了时钟脉冲后其Q1输出高电平，VT1导通，电池再次开始充电。

另一路，即A2与VT2等充电电路的工作与此类似。

图（c）是工作时序图，充电中，LED1（LED2）发光显示，休眠时灯灭。

基准电压利用VD2～VD4三个二极管的正向电压降，用RPt调整为1.4V.图14是天能TN-1智能负脉冲充电器电路图。

这个充电器主要部分是典型的半桥式两段充电器，和前面介绍的图12充电器基本一样。

这里主要介绍负脉冲充电部分的工作原理。

这部分电路由放电开关、负脉冲加载控制、脉冲振荡器三部分组成。

放电开关是三极管Q6、Q6导通，其集电极和发射极将电瓶短路，电瓶放电。

Q6截止，电瓶恢复充电。

Q5和Q6是直接耦合，俗称达林顿管。

Q6受加载负脉冲控制和振荡器联合控制。

加载负脉冲控制由IC3的C和D构成。

D接成反相器(电路中，与非门两个输入并联看作一个非门)，只有C的两个输入都为高电平时，③脚为低电平，经D反相使Q6导通，给电瓶放电。

C的②脚来自多谐振荡器的每秒1个(脉宽3ms)正脉冲，C的①脚来自两阶段电流检测电路IC2的①脚，恒流充电时①脚为高电平。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

图解脉冲高压电源的实现方法
发布:2011-05-26 | 作者: | 来源: zhanghuadong | 查看:353次 | 用户关注：
最近接触了一些使用脉冲电源的朋友，发现他们在需要方波输出的时候，使用全桥加变压器，次级直接输出方波。

个人觉得这种方式存在很大的缺陷，比如初级的振荡会传到次级，使输出波形很差；调节输出占空比比较困难；当频率比较低时变压器更难设计，体积也会变得很大；对于短路的抵抗力也相当差。

使用高压开关可以完全解决以上问题。

使用一个直流电源，加上一个开关，通过控制开关的导通与关断来实现脉冲输出。

这种开关通过简
最近接触了一些使用脉冲电源的朋友，发现他们在需要方波输出的时候，使用全桥加变压器，次级直接输出方波。

使用高压开关可以完全解决以上问题。

使用一个直流电源，加上一个开关，通过控制开关的导通与关断来实现脉冲输出。

这种开关通过简单的电路，将MOS 管或IGBT串联，通过低感且较小的布局，实现任意频率任意脉宽的开关，且寿命长，易维修。

开关由大量的MOSFET或IGBT通过串联、并联，并通过紧凑、低感的布局组成的，体积小，性能好。

自身包含驱动电路，是一个小体积的组件，具有极高的可靠性和优异的开关性能（包括低的导通阻抗，高的截止阻抗，纳秒量级的控制传输延时和百纳秒量级的开启和关断时间）。

同时控制驱动电路和开关电路的全隔离，保证了开关即可以用于高端开关，也可以用于低端开关，还可以用于两个高压开关组成的推挽电路。

开关的使用也是极其简单的，只要提供一个5V的供电和TTL的开关控制信号，开关即可以工作在固定的脉宽下，也可以工作在可变的脉宽下。

所选用器件均为常用器件，成本低。

高压开关可以通过系列化的生产，具有极宽的负载电压和电流范围。