[实用新型]一种基于恒能量斩波技术的脉冲功率合成电路

说明书

本实用新型是一种基于恒能量斩波技术的脉冲功率合成电路，它由斩波回路、控制回路、传输回路和合成回路组成，斩波回路和传输回路有多级，且并联于电源和合成回路之间，同级斩波回路和传输回路通过同级变压器耦合连接，各级斩波回路和传输回路的电路结构相同，合成回路的电路元器件及连接关系为：电感L的右端、电容C的上端与负载R的上端相连，电容C的下端与负载R的下端相连，电感L的左端为合成回路输入上端，电容C的下端为合成回路输入下端；电容C的两端为合成回路的输出端。本实用新型恒功率输出、功率大小可调且合成波形频率可调、波形失真度较低，能够让开关器件工作在软开关状态，输出功率电路短路时不损坏主功率器件，负载合成功率大。

技术领域

本实用新型是一种基于恒能量斩波技术的脉冲功率合成电路。

背景技术

在一些精密加工场合，如中频电机，其需要频率恒定且功率很高的能量，再如超高速钻头，其需要恒定功率但频率很高的能量，且上述两种场合均要求合成波形含有的谐波成分较低，现有PWM技术在功率合成时，合成功率的大小不可调，合成波形的频率有限，且合成高功率时，因斩波频率很高，电压、电流变化率太高，控制信号、负载合成波形受到的干扰十分严重，且电路在工作时面临过压、过流、过热损坏功率管的危险。

在现有技术中，传统PWM技术采用电压斩波方式工作，即脉宽调制的方式变流，但存在以下问题：

功率器件在开通关断过程承受瞬时功率很高的开关损耗，随着变流功率的增大和斩波频率的提高，开关损耗也会随之增大，功率器件有烧坏危险。

PWM变流的传输方式为电压传输特性，如果要求输出功率为恒定，则需要在负载处实施电压、电流的双闭环控制，此种控制方式复杂且控制电路难以实现。

在合成较大功率时，斩波桥斩波频率较大，且电压、电流变化率极高，控制电路、传输回路受到很大的干扰，导致电路不能正常工作，且较高的斩波频率使得变压器的分布参数对电路的干扰影响也很大。

发明内容

为此，本实用新型提出一种恒功率输出、功率大小可调且合成波形频率可调、波形失真度较低的功率合成电路，即一种基于恒能量斩波技术的脉冲功率合成电路，该合成电路能够让开关器件工作在软开关状态，输出功率电路短路时不损坏主功率器件，负载合成功率大，以此解决现有技术的不足。

本实用新型提出的这种基于恒能量斩波技术的脉冲功率合成电路，其特征在于它由斩波回路、控制回路、传输回路和合成回路组成，斩波回路和传输回路有多级，且并联于电源和合成回路之间，同级斩波回路和传输回路通过同级变压器耦合连接，各级斩波回路和传输回路的电路结构相同，其中

合成回路的电路元器件及连接关系为：电感L的右端、电容C的上端与负载R的上端相连，电容C的下端与负载R的下端相连，电感L的左端为合成回路输入上端，电容C的下端为合成回路输入下端；电容C的两端为合成回路的输出端；

第一级斩波回路的电路元器件及连接关系为：场效应管K11的漏极、二极管VD15的阴极、场效应管K12的漏极、二极管VD16的阴极与电源E的正极相连；场效应管K11的源极、二极管VD15的阳极与二极管VD11的阳极相连；场效应管K12的源极、二极管VD16的阳极与二极管VD12的阳极相连；二极管VD11的阴极、二极管VD13的阳极与电感L1的左端相连；二极管VD12的阴极、二极管VD14的阳极与电感L1的右端相连；二极管VD13的阴极、二极管VD17的阴极与场效应管K13的漏极相连；二极管VD14的阴极、二极管VD18的阴极与场效应管K14的漏极相连；二极管VD17的阳极、场效应管K13的源极、二极管VD18的阳极、场效应管K14的源极与电源E的负极相连并接地。