[发明专利]一种多相位脉冲电源及脉冲成型方法

说明书

本发明公开了一种多相位脉冲电源及脉冲成型方法，属于脉冲电源技术领域，包括直流电源、脉冲成形电路、脉冲触发控制电路和控制器；脉冲成形电路不少于两个，每个脉冲成形电路包括：将输入功率变换为脉冲负载所需功率的主功率变换开关；用于主功率变换开关在进行功率变换过程中储能的拓扑电感；用于主功率变换开关在关断时给储能电感提供续流回路的续流二极管；为脉冲负载的感性部分和储能电感提供续流回路，使负载获得脉冲边沿的辅助开关；多个脉冲成形电路的输出脉冲相位相差为360°/N；N为脉冲成形电路的数量。本发明可提供超高电流幅度、低瞬态响应时间、低输出电流纹波的供电电源，具备输入输出过流保护，多路时序同步相位控制功能。

技术领域

本发明属于脉冲电源技术领域，具体涉及一种多相位脉冲电源及脉冲成型方法。

背景技术

众所周知，脉冲电源在食品加工、医学治疗、离子注入、发动机点火等领域应用广泛。电源的响应速度、输出电流纹波和重复频率直接关系到负载的工作特性。

脉冲电源是一种将能量积累压缩并在触发瞬间快速释放的特殊电源，其技术要求与传统电源技术要求差异显著，电源瞬时输出功率达到传统电源功率的50倍以上，输出电流特性指标也极为苛刻，采用传统的电源设计方案无法满足负载的应用需求。

现有的脉冲电源方案包括磁脉冲压缩、脉冲形成网络、Marx发生器等，针对大电流、高品质、快速响应的用电特性，目前单一的功率器件、功率变换电路难以实现工况下的可靠工作，并且传统的模拟电路控制方式难以灵活、准确地适应在线调整需求。

发明内容

本发明为了解决提供一种多相位脉冲电源及脉冲成型方法，可提供超高电流幅度、低瞬态响应时间、低输出电流纹波的供电电源解决方法，具备输入输出过流保护，多路时序同步相位控制等功能。

本发明的第一目的是提供一种多相位脉冲电源，包括供电用的直流电源、脉冲成形电路、脉冲触发控制电路和控制器；所述脉冲成形电路不少于两个，每个脉冲成形电路包括：

将输入功率变换为脉冲负载所需功率的主功率变换开关；

用于主功率变换开关在进行功率变换过程中储能的拓扑电感；

用于主功率变换开关在关断时给储能电感提供续流回路的续流二极管；

为脉冲负载的感性部分和储能电感提供续流回路，使负载获得脉冲边沿的辅助开关；

其中：

多个脉冲成形电路的输出脉冲相位相差为360°/N；N为脉冲成形电路的数量。

进一步，至少还包括：电流过流保护电路和电流电压采样控制电路。

进一步，所述脉冲触发控制电路为多相位同步时序触发控制电路。

进一步，所述电流过流保护电路包括：采集各路功率回路的电流值的霍尔传感器、接收霍尔传感器的输出信号并进行比较的比较模块、接收比较模块的输出结果并根据输出结果进行控制相应功率回路工作状态的反馈模块。

进一步，所述脉冲成形电路由驱动相位等差的N路电感储能型Buck电路并联而成。

进一步，所述脉冲触发控制电路包括接收控制器脉冲电流强度控制指令的数字信号处理器。

本发明的第二目的是提供一种基于上述多相位脉冲电源的脉冲成型方法，脉冲触发控制电路中的数字信号处理器接收控制器脉冲电流强度控制指令，进行脉冲成形单元控制算法的实施，输出脉冲宽度调制控制信号。

进一步，控制过程采用比例积分控制算法。

进一步，所述脉冲成形单元控制算法包括：