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专利号: 2012100700086
申请人: 浙江大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种IGBT串联型高压脉冲发生器,其特征在于:包括高压电源、储能电容、PLC、整流电路(1)、滤波电路(2)、高频功率MOSFET全桥逆变电路(3)、功率MOSFET驱动电路(4)、串联磁环隔离电路(5)、16路相互独立的隔离电源次级电路(6)、16路相互串联的IGBT串联电路(7)、光纤隔离电路(8)、PWM放大电路(9)、16路相互独立的故障输出电路(10)和光纤反馈电路(11);高压电源提供的电压,经储能电容储能后通过16路相互串联的IGBT串联电路(7)产生高压脉冲;PLC产生PWM控制脉冲,依次接PWM放大电路(9)、光纤隔离电路(8)、

16路相互串联的IGBT串联电路(7);市电经整流电路(1)、滤波电路(2)后变成直流电,再依次接高频功率MOSFET全桥逆变电路(3)、串联磁环电路(5)、16路独立的隔离电源次级电路(6)、16路相互串联的IGBT串联电路(7);功率MOSFET驱动电路(4)与高频功率MOSFET全桥逆变电路(3)相连;16路相互串联的IGBT串联电路(7)输出的故障信号依次由16路独立的故障输出电路(10)、光纤反馈电路(11)输入PLC。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT串联型高压脉冲发生器,其特征在于:所述的整流电路(1)采用1个大功率整流桥进行整流,进而连接滤波电路(2);滤波电路(2)采用两个电容进行滤波,进而连接高频MOSFET全桥逆变电路(3);高频MOSFET全桥逆变电路(3)采用4个功率MOSFET组成全桥结构,进而连接串联磁环隔离电路(5);功率MOSFET驱动电路(4)由芯片SG3525发出控制信号,驱动两个芯片IR2110,两个IR2110产生4路驱动脉冲分别与高频MOSFET全桥逆变电路(3)的4个MOSFET的栅极和漏极相连;高频磁环隔离电路(5)所用磁环为16个铁基纳米晶磁环,用耐压60kV的硅橡胶绝缘线将16个铁基纳米晶磁环的初级串联起来,16个铁基纳米晶磁环的次级分别用耐压3000V以上的导线环绕后接入

16路独立的隔离电源次级电路(6),每个铁基纳米晶磁环的初级绕2圈,次级绕4圈;16路独立的隔离电源次级电路(6)的输入端分别与16个高频磁环隔离电路(5)的16路次级相连,16路独立的隔离电源次级电路(6)通过16个电源芯片LM2576-ADJ将输出电压调整为

16路独立输出的24V的稳压直流电,并输入16路相互串联的IGBT串联电路(7)。

3.根据权利要求1所述的一种IGBT串联型高压脉冲发生器,其特征在于:所述的PLC所产生的PWM控制脉冲接入PWM放大电路(9),PWM放大电路(9)由2个TLP250串联而成,第一个TLP250的2脚通过电阻和PLC相连,第一个TLP250的3脚和第二个TLP250的2脚相连,第二个TLP250的3脚与PLC相连,PWM放大电路(9)的输出端与光纤隔离电路(8)相连;光纤隔离电路(8)共有16路光纤,分为两组,每组8路光纤;第一组中,第一个光纤发光头HFBR-1414的2脚经电阻与PWM放大电路(9)中第一个TLP250的6脚相连,前一个HFBR-1414的3脚与后一个HFBR-1414的2脚相连,第八个HFBR-1414的3脚与第一个TLP250的5脚相连;第二组中,第九个光纤发光头HFBR-1414的2脚经电阻与PWM放大电路(9)中第二个TLP250的6脚相连,前一个HFBR-1414的3脚与后一个HFBR-1414的2脚相连,最后一个HFBR-1414的3脚与第二个TLP250的5脚相连;光纤隔离电路(8)的输出端为16个光纤收光头HFBR-2412,每个HFBR-2412的6脚经电阻分别接16路相互串联的IGBT串联电路(7)的16路信号输入端TLP250的2脚;16路相互串联的IGBT串联电路(7)中每路IGBT串联电路采用4个IGBT串联,每个IGBT用1个M57962L为驱动芯片,第一个M57962L的14脚通过电阻与TLP250相连,前一个M57962L的13脚与后一个M57962L的

14脚相连,第四个M57962L的14脚与TLP250的5脚相连;每个M57962L的供电电源为隔离电压为3000V的24V转正负12V的DC/DC电源模块NN2-24D12S3,其中+12V接M57962L的4脚,-12V接M57962L的6脚;每个M57962L的4脚通过电阻与TLP521-1的1脚相连,

8脚与TLP521-1的2脚相连;16路相互串联的IGBT串联电路(7)分别与16路独立的故障输出电路(10)相连,每路故障输出电路(10)包括芯片74HC4072、SN75451及一个光纤发光头HFBR-1414,每个74HC4072的4个输入端A、B、C、D与每路IGBT串联电路(7)中的4个TLP521-1的3脚中,74HC4072的1脚与SN75451的2脚相连,SN75451的3脚与HFBR-1414的2脚相连,HFBR-1414通过光纤与光纤反馈电路(11);16路相互串联的IGBT串联电路(7)的每个IGBT的栅极通过栅极电阻与与其对应的M57962L的5脚相连,16路相互串联的IGBT串联电路(7)共有64个IGBT,其中第一个IGBT的集电极与储能电容的正极相连,前一个IGBT的发射极分别与后一个IGBT的集电极相连,直至最后一个,最后一个IGBT的发射极为高压脉冲正极输出端。

4.根据权利要求1所述的一种IGBT串联型高压脉冲发生器,其特征在于:所述的光纤反馈电路(11)包括:16路独立的光纤接收电路,2个74HC4078,其中16个光纤收光头HFBR-2412的6脚分别与两个74HC4078的8个输入端相连,两个74HC4078的13脚接PLC。