本實用新型涉及一種脈沖發(fā)生器，具體是一種基于可控磁開關(guān)的雙極性脈沖發(fā)生器。

背景技術(shù)：

雙極性脈沖在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如污水處理、材料表面改性以及斷路器分合閘時間的測量等。以往常采用充正負(fù)電壓的脈沖形成模塊、或者基于半導(dǎo)體器件的橋式電路來產(chǎn)生雙極性脈沖波形，這需要使用較多的半導(dǎo)體開關(guān)器件、隔離觸發(fā)回路以及半導(dǎo)體保護(hù)電路等組件，提高了實現(xiàn)功能的經(jīng)濟(jì)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種基于可控磁開關(guān)的雙極性脈沖發(fā)生器，采用可控磁開關(guān)取代全橋逆變電路橋臂上的開關(guān)管，在脈沖來臨前直流偏置相應(yīng)橋臂上的磁開關(guān)，使其進(jìn)入飽和狀態(tài)以控制電流方向，進(jìn)而改變脈沖極性。在兩次脈沖的間隔期間，采用高頻諧振信號交流去磁，為下一個脈沖的到來做好準(zhǔn)備。

本實用新型采取的技術(shù)方案為：

一種基于可控磁開關(guān)的雙極性脈沖發(fā)生器，包括充電回路、脈沖形成拓?fù)洹⒖煽卮砰_關(guān)全橋、磁開關(guān)控制回路。所述充電回路包括交流電源AC、并聯(lián)的兩個聚丙烯薄膜電容器，交流電源AC經(jīng)兩個二極管向并聯(lián)的兩個聚丙烯薄膜電容器充電。所述脈沖形成拓?fù)溆蓛蓚€PFN模塊組成，脈沖形成拓?fù)溆糜诮惶嫦蚩煽卮砰_關(guān)全橋放電，產(chǎn)生單極性重頻脈沖。所述可控磁開關(guān)全橋，用于將單極性重頻脈沖逆變?yōu)殡p極性交替的脈沖信號，供給負(fù)載RL。所述磁開關(guān)控制回路，用于在脈沖信號到來前對磁開關(guān)施加直流偏磁信號，使磁開關(guān)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)。

所述脈沖形成拓?fù)浒ǖ谝籔FN模塊、第二PFN模塊。第一PFN模塊包括：開關(guān)K1、電容C01、二極管D2、電阻R4，開關(guān)K1一端連接電容C01一端，電容C01另一端連接二極管D2陽極，二極管D2陰極連接電阻R4一端，電阻R4另一端連接開關(guān)K1另一端。第二PFN模塊包括：開關(guān)K2、電容C02、二極管D3、電阻R5，開關(guān)K2一端連接電容C02一端，電容C02另一端連接二極管D3陽極，二極管D3陰極連接電阻R5一端，電阻R5另一端連接開關(guān)K2另一端。

所述可控磁開關(guān)全橋包括：四個參數(shù)相同的可控磁開關(guān)器件單元，四個參數(shù)相同的可控磁開關(guān)器件單元由在環(huán)形磁開關(guān)上繞制若干匝線圈形成，用其代替全橋電路四個橋臂上的半導(dǎo)體開關(guān)管。

所述磁開關(guān)控制回路包括：開關(guān)S₁、開關(guān)S₂，開關(guān)S₁用于控制直流偏置電壓持續(xù)時間；開關(guān)S₂用于控制一個半周期的高頻交流電壓的周期個數(shù)。

本實用新型一種基于可控磁開關(guān)的雙極性脈沖發(fā)生器，其逆變部分無需半導(dǎo)體器件，降低了電路實現(xiàn)成本，提高了系統(tǒng)可靠性。此外，磁開關(guān)的使用還可以壓縮脈沖寬度，減小其上升沿時間，提高帶感性負(fù)載的能力。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

圖2為本實用新型的可控磁開關(guān)橋式電路控制時序圖。

圖3為本實用新型可控磁開關(guān)的控制信號波形圖。

圖4為本實用新型的可控磁開關(guān)的控制電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種基于可控磁開關(guān)的雙極性脈沖發(fā)生器，包括充電回路a、脈沖形成拓?fù)鋌、可控磁開關(guān)全橋c、磁開關(guān)控制回路。所述充電回路a包括交流電源AC、并聯(lián)的兩個聚丙烯薄膜電容器，交流電源AC經(jīng)兩個二極管向并聯(lián)的兩個聚丙烯薄膜電容器充電，充電電壓由電壓監(jiān)測限制。

所述脈沖形成拓?fù)鋌由兩個PFN模塊組成，脈沖形成拓?fù)鋌用于交替向可控磁開關(guān)全橋c放電，產(chǎn)生單極性重頻脈沖。

所述脈沖形成拓?fù)鋌包括第一PFN模塊、第二PFN模塊。第一PFN模塊包括：開關(guān)K1、電容C01、二極管D2、電阻R4，開關(guān)K1一端連接電容C01一端，電容C01另一端連接二極管D2陽極，二極管D2陰極連接電阻R4一端，電阻R4另一端連接開關(guān)K1另一端。第二PFN模塊包括：開關(guān)K2、電容C02、二極管D3、電阻R5，開關(guān)K2一端連接電容C02一端，電容C02另一端連接二極管D3陽極，二極管D3陰極連接電阻R5一端，電阻R5另一端連接開關(guān)K2另一端。

所述可控磁開關(guān)全橋c，用于將單極性重頻脈沖逆變?yōu)殡p極性交替的脈沖信號，供給負(fù)載RL。

所述磁開關(guān)控制回路，用于在脈沖信號到來前對磁開關(guān)施加直流偏磁信號，使磁開關(guān)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)。

所述可控磁開關(guān)全橋c包括：四個參數(shù)相同的可控磁開關(guān)器件單元，四個參數(shù)相同的可控磁開關(guān)器件單元由在環(huán)形磁開關(guān)上繞制若干匝線圈形成，用其代替全橋電路四個橋臂上的半導(dǎo)體開關(guān)管。

該全橋逆變的控制時序如圖2所示，脈沖到來前先使1#、4#橋臂的磁開關(guān)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，而后在脈沖電壓的作用下，兩臨界飽和的磁開關(guān)進(jìn)入飽和狀態(tài)，對外呈現(xiàn)較低的飽和電感，而對側(cè)未飽和磁開關(guān)的非飽和電感較高，于是電流沿著阻抗小的回路即實線箭頭方向流動。下一個脈沖信號到來前，再在另一對橋臂上施加直流偏置信號，可以使電流方向反向?？煽卮砰_關(guān)的控制電路如圖3所示，其產(chǎn)生的控制信號如3所示，首先是一段直流偏置電壓，持續(xù)時間略大于脈沖的脈寬，其時間由圖4中開關(guān)S₁的關(guān)斷控制。然后是一段一個半周期的高頻交流電壓，用以退磁，其周期個數(shù)由圖4中開關(guān)S₂的導(dǎo)通與關(guān)斷控制。

本實用新型采用可控磁開關(guān)取代全橋逆變電路橋臂上的開關(guān)管，在脈沖來臨前直流偏置相應(yīng)橋臂上的磁開關(guān)，使其進(jìn)入飽和狀態(tài)以控制電流方向，進(jìn)而改變脈沖極性。在兩次脈沖的間隔期間，采用高頻諧振信號交流去磁，為下一個脈沖的到來做好準(zhǔn)備。