一种高压脉冲电源设计
一种回扫充电型大功率脉冲电源的设计
收 稿 日期 ： ０ ０ １ — ７ ２ １— ０ ２
取样值 送 到控保 电路 中的 比较器 。在 终 点 ， 达 ｉ
３陕西延 长 中煤榆 林 能化 有 限公 司， ． 陕西 榆 林 ７８ ０ ） １５ ０
摘 要 ： 中阐述 了一 种 基 于 回扫 充 电的 － ５ｋ ／ ０Ａ 的 大功 率脉 冲 电 源 的 设计 ， 细 介 绍 了回扫 充 电的 工 作 原 文 ７ Ｖ ４ 详
理 ， 出 了 系统设 计 方 案 、 给 参数 计 算 和 实验 结 果 。 结果 表 明 此脉 冲 电 源能 够 满足 指 标 要 求 ， 有 较 高 的精 度 和 可 靠 具 性 ， 相 关工 程 设 计有 一 定 的 参考 意 义 。 对
远 距 离 微 波通 讯 技 术 。
到最 大值 （。 ， 出赋 能结 束 指令 ， 电开关 管 随 ， ） 输 充
即关 断 。 由于铁 心 内磁 场 不允许 突 变 ， 压器 次级 变
第 ２期
邓 凤军 。 ： 种 回扫 充 电 型 大 功率 脉 冲 电源 的 设计 等 一
ＶＤ ３ Ｐ ＦＮ
流 ， 得 高 功 率 直 流 电源 ： 获
压 脉 冲变压 器 ， 为阻抗 变换 器 ， 作 升高 脉 冲电压 ， 使 人 工线 （ Ｆ 对 负载 进 行 匹配 放 电 ， Ｐ Ｎ） 建立 负 载 与调
制 器之 间的 匹配关 系。图 ３中 ， 为赋 能时间 ； 为 人 线 充 电时 间 ； 为充 电后 保 持 时 间 ； 为 放 电 后 保持 时间 ； 为脉 冲重复周期 。 在 期 间 ， 定时 器通过 控保 电路输 出赋 能脉 冲 ｄｙ 和 ｄｙ。 电开关 管 Ｖ ， 通 ， 流 电源 电压 ｒ， ｒ 充 Ｖ 导 直
高压变电站高压脉冲电网方案
供电公司220KV(110KV)变电站周界高压脉冲电网方案书项目名称：220KV(11KV)变电站周界高压脉冲电网防护系统建设单位：供电公司设计单位：深圳市兰星科技有限公司联系电话：(0755) 25849201/2/3设计单位：（公章）法人代表：（印鉴）经办人：（印鉴）★★兰星科技★★建设本系统工程的目的和意义现代电子技术的高速发展，为现代企业科技管理开拓了广阔前景，其中防盗报警、电视监控、周界高压脉冲电网系统已广泛应用于冶金、石化、矿产、金融、水利、交通、军事等行业，为企、事业单位的现代化管理提供了科技手段，并收到了直接或间接的经济效益，得到了社会各界的普遍认可。
我公司根据变电站实际情况，设计了本套安全防范系统。
建设本系统的目的和意义在于加强变电站的安全管理，完善防范措施，变以往人员值班、巡回检查的传统方式为利用现代高科技电子产品，施行技术防范，这样不但避免了由人为因素造成的缺陷，提高了变电站的安全性，减少了不必要的损失，而且降低了变电站的运行管理费用。
我公司根据变电站的情况及相应的管理要求，本着系统技术先进，安全可靠，操作方便，运作灵活，节约投资的指导原则，设计了本套方案。
以供参考。
一、设计原则变电站周界高压脉冲电网监防系统兼有阻挡及报警的双重职能，系统必须具备安全、可靠、先进、操作简便、免维护性强、扩展性能好,必须能够保证在各种环境下长期稳定正常工作，能消除内部、外部各种干扰信号带来的不良影响，有足够的过载保护能力，同时也必须兼顾节约投资，以性价比最好的产品来构成完备的系统，以满足现代管理的要求。
二、设计依据依据名称编号《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001 《安全防范系统验收规则》GA308-2001 《监所州界高压电网装置》GA247-2000《带电铁丝网和电围栏的安装和安全运用》GB7946-87《军工产品储存库风险等级和安全防护级别的规定》GA 26-1992《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T 70-1994《安全防范系统通用图形符号（代替GA/T 74—1994）》GA/T 74-2000《安全防范工程程序与要求》GA/T 75-1994《安全防范系统验收规则》GA 308-2001《视频安防监控系统技术要求》GA/T 367-2001《入侵报警系统技术要求》GA/T 368-2001《民用建筑电气设计规范》JGJ-T16-92《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94《工业企业通信接地设计规范》GBJ779-85★★兰星科技★★供电公司220KV(110KV)变电站周界高压脉冲电网系统方案一．简介Lanstar®是周界安防系统的专业品牌,LX-2000系列智能电网监防系统是该品牌下的代表产品，由我公司根据多年从事监狱、看守所、军事设施集、水厂及高压变电站安全防范的专业工作经验，借鉴国内外先进的周界防范技术，自主开发的新一代高科技数字化产品。
毕业设计开题报告——脉冲功率电源设计
毕业设计开题报告——脉冲功率电源设计各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢压敏电阻器是1种电阻值对外加电压敏感的电子元件，随着电压的增高阻值下降，因此i-v特性不是1条直线。
所以压敏电阻器也称为非线性电阻器。
zno 非线性电阻器由于其优异的非线性特性和良好的保护性能，已经逐步取代碳化硅非线性电阻器，在电力系统、电子电路和1般家用电气设备中都得到了广泛应用，尤其在过电压、高能浪涌的吸收以及高压稳压等方面的应用更为突出，成为决定电力系统绝缘配合水平的新1代保护装置。
过压保护又分为大气过压保护和操作过压保护。
1979年日本研制出第1个标称电压值为4。
2～280kv的无间隙避雷器;标称500kv的无间隙避雷器也已通过了各种试验。
在我国，zno 避雷器带串连间隙4星接法(tbp)的提出，成功的解决了我国3～66kv中性点非有效接地系统的保护问题。
在zno非线性电阻的生产过程中，必须测试zno非线性电阻的i-v特性并进行能量冲击试验。
通过所测定的对所测定的特性曲线的计算，分析其电参数是否满足保护要求，从而检测出zno非线性电阻是否合格。
这些电参数主要是非线性系数α、材料c值、通流容量、漏电流和电压温度系数。
课题要设计脉冲功率电源即为测试电源，将模拟实际过压保护时可能出现的高功率脉冲大电流，对非线性电阻进行能量冲击试验，同时测试出非线性电阻的i-v特性和电参数。
毕业设计主要完成的工作内容包括脉冲测试电源的主电路设计、参数选择、储能电抗器参数计算及工程设计等。
该脉冲电源由储能电感、换流开关和控制测量等部分组成。
需要通过整流桥先将3相交流电整流成直流电对储能电抗器进行充电，然后通过控制开关使电抗器与整流桥断开并对zno放电。
电感储能是以磁场方式储能，储能密度高、传输功率大，装置体积小、成本低，电感储能在脉冲功率技术中有着极大的应用潜力。
电抗器设计是整个电源设计的核心，其参数计算的正确性是电源性能工作可靠性的保证。
电磁脉冲模拟器用直流高压源的设计
３ ０ Ｍ ） Ｒ ＝ ）纹 波 因数 Ｓ ％ ， ０ Ｉ ， ３ＭＩ ， ≤３ 则
１ 高压直流电源的组成 及工作 原理
直流 高压 源 由 自耦 调压 器 、 压 变压 器 、 压 升 ４倍
整流 电路及 充 电电阻组 成 （ 如图 １所示 ） ２ 。２ ０ Ｖ交 流 电压 经 自耦调压 器 和升压 变压流 电路 产 生 ３ Ｖ左 右 的高压 。调 节 ０ｋ
源 输入 端加 人 了电源 滤波器 （ １中未 示 出 ） 图 。
脉 冲及其 工 程 防 护 的理 论 和 技 术 仍 然 是 当今 世 界
各大 国研 究 的热 点 之 一 。电 磁 脉 冲及 其 防 护 技 术 的研 究 ， 须 要 在 一 定 的实 践 环 境 中进 行 ， 于 电 必 由 磁脉 冲特别是 电磁 脉 冲武 器 的 特殊 性 ， 场 试 验 几 现
图 １ 直流高压源原理电路
２ 变压 器的参数计算
通 常若 整 流 电路 的输 出功 率 为 ，， 显然 电源 变 压器 的容 量应 大于 此值 。流 过负 载的 电流 ，是 由
变 压器 通 过 整 流 元 件 来 供 给 的 。导 通 整 流 元 件 的 时 间很短 ， 过 的电 流 即变 压 器 的 输 出 电流 是 脉 冲 通
状 的 ， 脉 冲幅值 显 然 应 比平均 电流 大 很 多 。因 其
自耦调压 器 的输 出 ， 可 以调 节 直 流 输 出 电压 。 高 即
２１ ０ ０年 ５月 １ 收 到 ４１ ３
此变压器输出电流的有效值 ， 大于 ，， Ｔ 也 ｄ而变压器
绕组 的导 线是 按有 效 值 设计 的 ， 此考 虑 变 压 器 容 因
就本装 置 而言 ， 由于放 电 回路 通 常 工 作在 单 次
高性能大电流脉冲电源的设计与实现
高性能大电流脉冲电源的设计与实现曹海源胡婷婷韦尚方万强孙斌卢常勇（武汉军械士官学校光电技术研究所，湖北武汉 430075）摘要 本文针对高功率脉冲DPSSL对激光电源的要求，综合运用了ARM7单片机控制技术、串联VICOR模块可调稳压源、IGBT功率器件及各种保护电路，设计并实现了小型、高效的半导体泵浦激光器驱动电源，具有电压调节范围宽、峰值电流高、控制精度高、良好的稳定性和高低温环境适应性等特点。
测试表明：电源整机运行稳定可靠，达到了很高的技术指标要求，可广泛应用于军用激光测距、激光雷达、激光对抗等领域。
关键词 驱动电源；ARM7；电流脉冲；IGBT；VICOR模块中图分类号 TN248.4 文献标识码 BDesign and Realization of High Performance and Strong Current Pulse Power Supply Cao,Hai-yuan Hu,Ting-ting Wei,Shang-fang Wan,Qiang Sun,Bin Lu,Chang-yong(Opto-electronics Facility, Wuhan Ordnance Noncommissioned Officers School,Wuhan, Hubei, 430075, P.R.China)Abstract: In this paper, according to the request of the high power pulse DPSSL, we design and implement a compact, high efficiency power supply for DPSSL, which combines the control technology of ARM7 MCU, tunable voltage stabilizer using VICOR modules in series structure, IGBT power components, closed loop adjusting circuit, and various protective measures. It is specified as wide tuning range of the voltage, high peak current, high control precision, high stability, high adaptability to the high-low temperature, and so on. Test and measurement results show that our power supply operates steadily and reliably, and well meets the request of the performance index in the project. It can be widely applied in military laser rangefinder, Lidar, laser counterwork, and so on.Keywords: power supply; ARM7; current pulse; IGBT;VICOR module1 引言DPSSL（Diode Pumped Solid-State Laser）出现于八十年代末，与传统的灯泵固体激光器相比，它具有效率高、寿命长、结构紧凑、稳定性高等特点，广泛应用于军事、航空航天等领域中。
高压脉冲放电破碎矿石设备的电路设计与测试
高压脉冲放电破碎矿石设备的电路设计与测试引言在矿石开采与加工过程中，破碎是一个至关重要的环节。
传统的机械压碎方法存在能耗高、效率低、破碎细度难以控制等问题，因此需要一种新型的矿石破碎技术来解决这些问题。
高压脉冲放电破碎技术因其高效、节能、环保等优势，成为了一个备受关注的领域。
本文将介绍一种基于高压脉冲放电技术的矿石破碎设备，并对其电路设计与测试进行详细描述。
一、高压脉冲放电破碎原理高压脉冲放电破碎技术是利用高压电源产生高能电荷，在瞬间对矿石进行放电，使矿石内部产生巨大的应力，从而实现矿石的破碎。
其破碎原理主要包括以下几个方面：1. 高压电源：利用高压电源产生数十至上百千伏的高压电荷，为脉冲放电提供能量。
2. 脉冲放电：在电压达到一定数值时，通过电容放电产生瞬间的高能电荷，形成脉冲放电。
3. 瞬间应力：脉冲放电瞬间释放的能量，会在矿石内部产生剧烈的应力，导致矿石的瞬间破碎。
二、高压脉冲放电破碎设备的电路设计基于上述原理，我们设计了一种高压脉冲放电破碎设备的电路，其主要包括以下几个部分：1. 高压电源：采用变压器、整流器、滤波器等元件构成高压电源模块，将低压交流电转换为上百千伏的直流高压电荷。
2. 充放电控制：采用微控制器或者PLC控制系统，对高压脉冲放电的充电、放电进行精确控制，确保脉冲放电的精准和稳定。
3. 脉冲放电装置：包括电容、放电触头、脉冲变压器等元件，用于实现高压脉冲放电的装置。
4. 安全保护：包括过压保护、过流保护、接地保护等电路设计，确保设备的安全可靠性。
三、测试与检验为验证高压脉冲放电破碎设备的性能和可靠性，我们进行了一系列的测试与检验：1. 高压电源输出测试：通过高压表对高压电源输出的直流高压电荷进行精确测量，验证其输出性能。
2. 充放电控制系统测试：通过模拟信号对控制系统的稳定性和精度进行验证，确保其对充放电过程的精准控制。
3. 脉冲放电波形测试：利用示波器对脉冲放电的波形进行检测，验证脉冲放电的稳定性和精准度。
全固态高压脉冲电源讲解
•上升沿：
2kV~240kV 400A 21kHz 200ns~数us 20ns
所有参数均可根据实际需求进行个性化定制。
发展趋势
• 固态化 • 高重频 • 模块化 • 智能化
谢谢！
饶俊峰 博士 上海理工大学 02155271357 15821723687 Email: jfrao@ raojunfeng1985@
全固态高压脉冲电源
饶俊峰 博士 上海理工大学 15821723687 jfrao@
电源实物
• 20kV/200A/5kHz • 体积：800*300*300mm3
部分电源实物
参数： 20kV/20A/10kHz 体积： 800*300*300mm3
电源实物
光纤隔离驱动,20个模块 参数：240kV/100A 体积：1800*750*750mm3
工作原理
VDC
L
D1a
D2a
C1
S1
D1
C2
S2
D2
负载
Dna
Cn
Sn
Dn
电容并 联充电
串联放电，获 得多倍电压
电源优势
全固态：所有元件均为固态器件
• 电压、频率、脉宽均连续可调
• 高频率（10kHz，MHz）
• 寿命长
• 体积小 • 稳定
固态 MARX
电气参数（连续可调）
• 电压： • 电流： • 频率： • 脉宽：
毕业设计开题报告——脉冲功率电源设计
毕业设计开放报告 - 脉冲电源设计变阻器是电阻值，其电阻值对外部电压敏感。
随着电压增加，电阻减小，因此i-v特性不是直线。
因此，变阻器也称为非线性电阻器。
Zno 非线性电阻器由于其优异的非线性特性和良好的保护性能而逐渐取代碳化硅压敏电阻，并已广泛应用于电力系统，电子电路和一般家用电器设备，尤其是电压，高能浪涌的应用吸收和高压电压调节变得更加突出，它已成为决定电力系统绝缘配合水平的新一代保护装置。
过压保护进一步分为大气过压保护和运行过压保护。
1979年，日本开发出第一台无间隙避雷器，额定电压值为4.2至280kv;标称500kv无间隙避雷器也通过了各种测试。
在中国，采用串联间隙4星连接法（tbp）的zno避雷器成功解决了中国3~66kv中性点无效接地系统的保护问题。
在zno压敏电阻的生产中，必须测试zno压敏电阻的i-v特性并进行能量冲击测试。
通过计算测量的特性曲线，分析电参数是否满足保护要求，从而检测zno非线性电阻是否合格。
这些电参数主要是非线性系数α，材料c值，流量，漏电流和电压温度系数。
本课题应设计脉冲电源作为测试电源，模拟实际过电压保护期间可能出现的高功率脉冲大电流，对非线性电阻进行能量冲击试验，测试静电特性和电气参数非线性电阻器。
毕业设计的主要任务包括脉冲测试电源的主电路设计，参数选择，储能电抗器参数计算和工程设计。
脉冲电源由存储电感器，换向开关和控制测量组成。
首先必须将三相交流电整流为通过整流桥的直流电，对储能电抗器进行充电，然后将电抗器与整流桥断开，并通过控制开关对zno放电。
感应式能量存储是磁场能量存储，高能量存储密度，大传输功率，小装置尺寸和低成本。
电感式储能在脉冲电源技术中具有很大的应用潜力。
电抗器的设计是整个电源设计的核心，其参数计算的正确性是电源性能可靠性的保证。
低压电气保护用于控制循环电流时间，并且可变电流电子部件在一个方面受到保护。
另一种是最小化控制电感和放电的开关损耗，使得存储在电感器中的所有能量用于产生所需的脉冲源。
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一种高压脉冲电源设计彭享;叶兵;朱旗;韦靖博【摘要】为研究高压脉冲脉宽及频率对介质阻挡放电效果的影响,文章设计了一款功率1 kW、幅值5 kV、脉宽1~20μs可调、频率15~25 kHz范围可调的单向高压脉冲电源.与传统高压脉冲电源多采用工频升压加磁压缩开关或旋转火花隙获取高压脉冲能耗较大且不易控制不同,该电源主电路采用半桥式拓扑结构,以SG3525作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)主控芯片,利用LCC串并联谐振软开关技术,大大降低开关损耗并能有效降低高频脉冲变压器分布参数影响.测试结果表明,该脉冲高压电源满足介质阻挡放电实验要求.%In order to study the impact of high voltage pulse width and frequency on the effect of the di-electric barrier discharge ,unidirectional high voltage pulse power supply with 1 kW power ,5 kV am-plitude ,1-20μs adjustable pulse width and 15-25 kHz adjustable frequency is designed .The tradition-al high voltage pulse power supply mainly employs magnetic compression switch or rotating spark gap to obtain high voltage pulse ,but it is characterized by high energy consumption ,low reliability and poor controllability .In this design ,the main power circuit adopts the half-bridge topological struc-ture ,using SG3525 as the PWM main control chip .The LCC series and parallel resonant soft-switc-hing technology can lower the switching loss substantially and reduce the impact of distribution pa-rameters of high frequency pulse transformer .T he test results show that the presented high voltage pulse power supply satisfies the experimental requirements of dielectric barrier discharge .【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)011【总页数】4页(P1511-1514)【关键词】高压脉冲;介质阻挡放电;串并联谐振;软开关技术【作者】彭享;叶兵;朱旗;韦靖博【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TM836近年来,介质阻挡放电的应用越来越广泛,如利用介质阻挡放电方法产生臭氧或等离子体已用于灭菌消毒、废气处理、材料表面改性、等离子显示屏等各工业领域。
所谓介质阻挡放电就是在2个电极的放电空间放入至少一块绝缘介质,用于阻挡贯穿气隙的放电通道[1]。
虽然介质阻挡放电理论研究已有很长历史,但其仍是当今气体放电领域研究的热点[2]。
为研究大气压下高压脉冲脉宽以及频率对介质阻挡放电效果的影响,本文设计了一款功率1 kW、幅值5 kV、脉宽1～20 μs可调、频率15 ～25 kHz范围可调的单向高压脉冲电源。
传统高压脉冲电源多采用工频升压加磁压缩开关或旋转火花隙获取高压脉冲,能耗大且控制性较差,如文献[3]中采用碳刷型旋转开关进行电容充放电实现低频高压脉冲,结构庞大不便于实验操作。
为使得电源电路结构更简单、能耗降低、性能更稳定,本文参考了相关文献及当前先进技术,设计了实验用高压脉冲电源。
开关电源都包括主电路与控制电路,主电路主要是DC-DC变换电路。
而典型的变换电路结构有单端激励、推挽、半桥、全桥4种形式。
其中半桥具有结构简单、开关管承受压力小、抗不平衡能力强、不易直通等优点,变压器初级在整个周期中都流过电流,磁芯利用充分,且没有偏磁的问题,所使用的功率开关管耐压要求较低,开关管的饱和压降减少到了最小,对输入滤波电容使用电压要求也较低[4]。
单向高压脉冲电源系统框架结构图如图1所示。
该系统直接输入220 V交流市电,经整流滤波后得到直流电压供给DC-DC半桥逆变结构,脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)器的输出信号经驱动电路控制金属-氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)开关管通断,通过逆变得到的中高压脉冲，再由高频变压器升压得到高压脉冲输出,在高频变压器初级电路中串入电流互感器,得到电压反馈信号即时反馈给PWM集成控制电路。
若反馈电压过高，PWM控制器即锁死无信号输出。
单向高压脉冲电源系统主电路如图2所示。
图2中,L1为共模电感,过滤共模的电磁干扰信号,同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端[5];Q1、Q2为快脉冲MOSFET开关管,与无感电容C1、C2构成半桥逆变电路。
220 V AC经大功率集成整流桥整流及C3滤波后变成比较平滑的直流电,施加在半桥逆变电路的输入端。
基于对窄脉冲的需求,需要选择dv/dt很大且Ton与Toff都很小的开关管,另外考虑到功率因素,快速开关管Q1、Q2采用IXYS公司高速N沟道增强型MOS开关管,型号为IXZR16N60。
其最大漏源电压Vds为600 V,25 ℃时最大导通电流能达到18 A。
为防止2个开关管导通时间不对称引起高压包偏磁和直流磁饱和,在电路中串入隔直电容C4来自动平衡变压器初级电压侧的直流分量。
由于脉冲变压器不可避免的存在分布电容与漏感,为避免并减小其影响,设计采用串并联谐振方式实现软开关,如此也能减小开关损耗。
R5、C5、R6、C6构成高频尖峰吸收回路,以避免对MOS开关管造成过压损坏。
SG3525 是美国硅通用半导体公司生产的一种功能齐全、通用性强的单片集成PWM芯片，内部集成了振荡器、误差放大器、PWM比较器、软启动控制电路、欠压锁定电路、基准电压产生电路,内部振荡频率范围为0.1～400 kHz,其输出级采用大功率图腾柱式输出,增加了驱动能力,占空比0～50%可调,具有欠压锁定、过压保护和软启动等功能。
本文设计的高频窄脉冲开关电源即以SG3525为核心控制芯片,其控制电路设计如图3 所示。
SG3525的振荡频率f设定在15 ～25 kHz范围,f取决于5脚外接的定时电容CT、6脚外界的定时电阻RT以及7脚与5脚之间的放电电阻RD的大小,它们的关系满足:图3中,可调电阻R4与固定电阻R10组合,(1)式中的RT,C7、R11分别对应式中的CT、RD;R4、C7、R10、R11分别取值20 kΩ、3 300 pF、15 kΩ、200 Ω;此时振荡频率f可在15～25 kHz范围可调。
管脚5与管脚7之间的放电电阻RD主要用于调节2路信号输出的死区时间,以避免半桥中2只MOS管出现直通现象。
8脚通过外接对地电容C8来实现软启动,该电容由芯片内部5 V基准电压源提供的50 μA恒流源充电,使得输出脉冲占空比由小到大(49%)变化,减小开机时对主电路MOS管的冲击[6]。
1、2脚分别为芯片内置误差放大器的反相输入端和非反相输入端,通常是通过其输入电压的改变来调节输出PWM脉冲的占空比,该电路中是通过R9串接可变电阻R3组成分压电路,对16脚的5 V基准电压进行分压输入2脚,如此输出PWM脉冲占空比可以实现0～49%变化调节。
10脚通过外接反馈信号,当系统过流时,反馈电路即反馈高电平信号,芯片即对PWM脉冲输出锁定，使得输出端无脉冲信号输出,从而实现过流保护功能。
为了提高脉冲信号的驱动能力,采用专用MOS开关管驱动芯片IXDD404,其最大驱动电流能达到4 A,当开关管栅源电容小于1 800 pF时其上升时间TR与下降时间TF均不超过15 ns,足以实现本文设计对较窄脉冲的需求。
同时为了保证系统安全,对控制信号利用快速光耦6N137进行隔离。
驱动与隔离电路如图4所示。
本文设计的过流保护电路(即图1中的反馈电路)如图5所示,在高频变压器初级串接电流互感器,将其次级输出端信号进行整流,通过集成运放LM358组成的电压比较电路与反相输入端电压进行比较,若系统电流过大则同相输入端电压过高，进而反馈高电平信号至SG3525芯片10号脚,PWM脉冲输出锁定系统停止工作。
一般变压器都有以下几种特性参数,包括工作频率、额定功率、额定电压、变压比、空载电流、空载损耗、效率等[7]。
而脉冲变压器的设计过程主要包括变压器结构的选取、磁芯材料的选取、绕组线径的计算、匝数的计算等。
本文设计的脉冲变压器初级电压Ui为156 V,次级输出电压为5 kV,功率P0为1 kW,频率20 kHz,效率η预计90%,磁芯磁感应强度Bw设计为0.15 T,占空比D为0.1。
将采用AP法(麦克莱曼设计方法),AP即磁芯有效截面积和线圈有效窗口面积的乘积[8]。
根据变压器功率及工作频率的需求,本次设计将选取锰锌铁氧体(PC40)作为磁芯材料,其磁导率为2 300,饱和磁感应强度为2 000 T,居里温度为180 ℃。
根据电源需求输出功率P0为1 kW,则变压器的视在功率为:根据AP法计算变压器AP值为:其中,Aw为磁芯窗口面积;Ae为磁芯有效截面积;Ku为窗口利用系数，一般取值范围为0.15～0.5,本文取典型值0.35;Kf为波形系数,当波形为正弦波时其值为4.44,而方波取值为4.0;j为导线电流密度大小,其值由导线质量决定,典型值取300A/cm2;f为变压器工作频率。
由(3)式可得所选磁芯结构的最小AP值为22.35cm4。