[发明专利]一种平顶磁场发生装置及方法

权利要求书

1.一种平顶磁场发生装置，其特征在于，包括：常温磁体、充电机、触发电路、电容支路（11）、电流传感器、调整支路（13）、驱动保护电路和控制器；

所述电容支路（11）与所述常温磁体、所述调整支路（13）依次串联组成主回路；

所述充电机的触发端与所述触发电路的输出端连接，所述充电机的充电端与所述电容支路（11）连接，所述控制器的输入端连接至所述电流传感器的输出端，所述控制器的第一输出端连接至所述驱动保护电路的输入端，所述控制器的第二输出端连接至所述触发电路的输入端；所述驱动保护电路的输出端连接所述调整支路（13）；

所述电容支路（11）用于为所述常温磁体供电；所述电容支路（11）采用多组电容并联的结构，形成了多模块时序放电的脉冲成形网络；根据放电时序切换不同的电容支路工作实现了对电源电压的改变；

所述充电机用于根据控制器输出的第一控制信号为所述电容支路（11）中的电容进行充电；

所述触发电路用于根据控制器输出的第二控制信号触发所述充电机对所述电容支路（11）进行充电，并在充电完成后提供电容支路开关的触发驱动信号；

所述电流传感器用于采集常温磁体的电流信号并传递给所述控制器；

所述驱动保护电路用于接收控制器输出的第三控制信号，并将第三控制信号进行逻辑处理和功率放大后驱动调整支路来改变调整支路的等效电阻，实现对电路的反馈闭环控制；

所述调整支路（13）用于在放电过程中等效为可变电阻，并在驱动保护电路的驱动下通过改变电路阻抗来实现电流的控制；

其中计算电容器充电电压和触发时序的过程为：测量常温磁体初始温度并输入控制器，由控制器计算得到首个电容器充电电压，同时保存此时磁体电流和磁体温度用于计算下一个电容器的充电电压和触发时间，重复上述过程依次得到各电容器充电电压和触发时间；

所述控制器用于在放电开始前计算电容器充电电压并根据电压计算结果输出第一控制信号；在放电阶段根据预先计算的时序输出第二控制信号并根据放电时序控制触发电路切换不同的电容支路实现电源电压的改变；还用于根据所述常温磁体电流信号输出第三控制信号。

2.如权利要求1所述的平顶磁场发生装置，其特征在于，所述电容支路（11）包括：第一电容支路（111），第二电容支路（112）和第三电容支路（113），所述第一电容支路（111）由第一电容C1和第一开关K1串联组成；所述第二电容支路（112）由第二电容C2和第二开关K2串联组成；所述第三电容支路（113）由第三电容C3和第三开关K3串联组成。

3.在如权利要求1所述的平顶磁场发生装置，其特征在于，所述调整支路（13）采用多个调整单元并联后再与主分压电阻R4并联的结构；

所述主分压电阻R4用于保护所述调整单元中的调整管，其阻值的选择应使调整管全部关断后电流全部流经所述主分压电阻，产生的电压不使所述调整管发生击穿；所述调整单元在放电过程中等效为可变电阻，多个调整单元并联后用于提高调整支路的调节能力；通过改变各调整单元的等效电阻来改变整个调整支路的等效电阻，实现基于电路阻抗的电流调节。

4.如权利要求3所述的平顶磁场发生装置，其特征在于，所述调整支路（13）包括：第一调整单元（131）、第二调整单元（132）、第三调整单元（133）和第四调整单元（134）；

所述第一调整单元（131）由第一分压电阻Rp1和第一调整管Q1串联组成，所述第二调整单元（132）由第二分压电阻Rp2和第二调整管Q2串联组成，所述第三调整单元（133）由第三分压电阻Rp3和第三调整管Q3串联组成，所述第四调整单元（134）由第四分压电阻Rp4和第四调整管Q4串联组成。

5.如权利要求4所述的平顶磁场发生装置，其特征在于，第一分压电阻Rp1、第二分压电阻Rp2、第三分压电阻Rp3和第四分压电阻Rp4为高压脉冲电阻；第一调整管Q1、第二调整管Q2、第三调整管Q3和第四调整管Q4为IGBT。

6.如权利要求1所述的平顶磁场发生装置，其特征在于，所述主回路还包括：续流支路（12），其并联连接在所述电容支路（11）两端，用于在放电结束后释放磁体能量。