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一種用于等離子體點(diǎn)火的納秒脈沖疊加直流電源裝置的制作方法

文檔序號(hào):12741108閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種用于等離子體點(diǎn)火的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于:包括高壓直流電源(1)、納秒脈沖電源(2)和納秒脈沖整合直流電路;

所述高壓直流電源(1)的輸出為第一輸出(31),所述納秒脈沖電源(2)的輸出為第二輸出(32),所述第一輸出(31)和所述第二輸出(32)經(jīng)過所述納秒脈沖整合直流電路疊加在一起獲得納秒脈沖疊加直流電源,輸出至負(fù)載(3);

其中,所述納秒脈沖整合直流電路包括隔離電容Cs(29)、限流電阻Rs(27)、限流電感Ls(28),所述第一輸出(31)經(jīng)過所述限流電阻Rs(27)、所述限流電感Ls(28)施加到所述負(fù)載(3)上,所述第二輸出(32)經(jīng)過所述隔離電容Cs(29)施加到所述負(fù)載(3)上;

所述第一輸出(31)為高壓直流輸出,所述第二輸出(32)為納秒脈沖輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述高壓直流電源(1)的輸入為交流電源(4),所述第一輸出(31)作為所述納秒脈沖電源(2)的輸入。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述納秒脈沖電源(2)為雙傳輸線型納秒脈沖發(fā)生器,包括充電電阻R1(22)、第一同軸電纜(23)、第二同軸電纜(24)、閉合開關(guān)K(25)、負(fù)載電阻R2(26);

所述第一輸出(31)經(jīng)所述充電電阻R1(22)、所述第一同軸電纜(23)的中心銅線、所述第一同軸電纜(23)的中心銅線連接、所述閉合開關(guān)K(25)接地;所述第一同軸電纜(23)的網(wǎng)狀屏蔽層的A端、所述第二同軸電纜(24)的網(wǎng)狀屏蔽層的C端、所述第二同軸電纜(24)的網(wǎng)狀屏蔽層的D端共同接地;所述第一同軸電纜(23)的網(wǎng)狀屏蔽層的B端作為所述第二輸出(32)并經(jīng)所述負(fù)載電阻R2(26)接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述納秒脈沖電源(2)為開關(guān)切斷式納秒脈沖發(fā)生器,包括充電電阻R7(33)、電容C3(34)、開關(guān)(35)、輸出電阻R8(36);

所述第一輸出(31)的正極經(jīng)所述充電電阻R7(33)、所述開關(guān)(35)、所述輸出電阻R8(36)連接于所述第二輸出(32)的正極,所述充電電阻R7(33)與所述開關(guān)(35)的連接端經(jīng)所述電容C3(34)接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述高壓直流電源(1)的輸入和所述納秒脈沖電源(2)的輸入為交流電源(4)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述納秒脈沖電源(2)為級(jí)聯(lián)式納秒脈沖發(fā)生器,包括變壓器T2(37)、整流二級(jí)管D6(38)、整流二級(jí)管D7(39)、整流二級(jí)管D8(40)、整流二級(jí)管D9(41)、整流二級(jí)管D10(42)、整流二級(jí)管D11(43)、整流二級(jí)管D12(44)、整流二級(jí)管D13(45)、限流電阻R9(46)、限流電阻R10(47)、電容C4(48)、電容C5(49)、IGBT1(50)、IGBT2(51)、二級(jí)管D14(52)、二級(jí)管D15(53)、匹配電阻R11(54);

級(jí)聯(lián)式輸入為交流電源(4)的交流電源輸出(30);

所述交流電源輸出(30)與所述變壓器T2(37)的原邊相連,所述整流二級(jí)管D6(38)正極、所述整流二級(jí)管D7(39)負(fù)極、所述變壓器T2(37)第一組繞組副邊的一端相連,所述整流二級(jí)管D8(40)正極、所述整流二級(jí)管D9(41)負(fù)極、所述變壓器T2(37)所述第一組繞組副邊的另一端相連;所述整流二級(jí)管D6(38)負(fù)極、所述整流二級(jí)管D8(40)負(fù)極、所述限流電阻R9(46)的一端相連,所述整流二級(jí)管D7(39)正極、所述整流二級(jí)管D9(41)正極相連作為第一組脈沖輸出的負(fù)極;所述電容C4(48)的一端與所述限流電阻R9(46)的另一端相連,所述電容C4(48)另一端接于所述第一組脈沖輸出的負(fù)極;所述IGBT1(50)的集電極接于所述限流電阻R9(46)與所述電容C4(48)相連處,所述IGBT1(50)的發(fā)射極與所述二級(jí)管D14(52)負(fù)極相連,并作為所述第一組脈沖輸出的正極,所述二級(jí)管D14(52)正極與所述第一組脈沖輸出端的負(fù)極相連;

所述整流二級(jí)管D10(42)正極、所述整流二級(jí)管D11(43)負(fù)極、所述變壓器T2(37)第二組繞組副邊的一端相連,所述整流二級(jí)管D12(44)正極、所述整流二級(jí)管D13(45)負(fù)極、所述變壓器T2(37)第二組繞組副邊的另一端相連;所述整流二級(jí)管D10(42)負(fù)極、所述整流二級(jí)管D12(44)負(fù)極、所述限流電阻R10(47)的一端相連,所述整流二級(jí)管D11(43)正極、所述整流二級(jí)管D13(45)正極相連作為第二組脈沖輸出的負(fù)極;所述電容C5(49)一端與所述限流電阻R10(47)的一端相連,所述電容C5(49)另一端接于所述第二組脈沖輸出的負(fù)極;所述IGBT2(51)的集電極接于所述限流電阻R10(47)與所述電容C5(49)相連處,所述IGBT2(51)的發(fā)射極與所述二級(jí)管D15(53)的負(fù)極相連,并作為所述第二組脈沖輸出的正極,與所述第一組脈沖輸出端的負(fù)極相連,所述二級(jí)管D15(53)正極與所述第二組脈沖輸出端的負(fù)極相連;

所述匹配電阻R11(54)一端與所述第一組脈沖輸出的正極相連,并作為所述第二輸出(32)的正極,所述匹配電阻R11(54)另一端與所述第二組脈沖輸出的負(fù)極相連,并作為所述第二輸出(32)的負(fù)極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述高壓直流電源(1)包括調(diào)壓器T1(5)、整流橋(6)、限流電阻R1(7)、限流電阻R2(8)、吸收電阻R3(9),吸收電阻R4(10)、二極管D1(11)、二極管D2(12)、鉗位二極管D3(13)、鉗位二極管D4(14)、扼流電感L1(15)、開關(guān)管MOSFETM1(16)、開關(guān)管MOSFET M2(17)、諧振電容C1(18)、變壓器PT(19)、整流二極管D5(20)、電容C2(21);

所述高壓直流電源(1)的輸入為所述交流電源(4);

所述交流電源(4)的兩端與所述調(diào)壓器T1(5)的原邊相連,所述調(diào)壓器T1(5)的副邊與所述整流橋(6)的輸入端相連;所述扼流電感L1(15)的一端與所述整流橋(6)的正極相連,所述扼流電感L1(15)的另一端與所述變壓器PT(19)的原邊的中間抽頭b相連;所述開關(guān)管MOSFET M1(16)的源極、所述開關(guān)管MOSFET M2(17)的源極、所述鉗位二極管D3(13)的正極、所述鉗位二極管D4(14)的正極與所述整流橋(6)的負(fù)極相連;所述開關(guān)管MOSFETM1(16)的柵極經(jīng)所述限流電阻R1(7)連接于所述整流橋(6)的正極、所述開關(guān)管MOSFET M2(17)的柵極經(jīng)所述限流電阻R2(8)連接于所述整流橋(6)的正極;所述開關(guān)管MOSFET M1(16)的漏極接于所述變壓器PT(19)的a端、所述開關(guān)管MOSFET M2(17)的漏極接于所述變壓器PT(19)的c端;所述二極管D1(11)的正極與所述開關(guān)管MOSFET M1(17)的柵極相連,所述二極管D1(11)的負(fù)極接于所述變壓器PT(19)的a端,所述二極管D2(12)的正極與所述開關(guān)管MOSFET M1(16)的柵極相連,所述二極管D2(12)的負(fù)極接于所述變壓器PT(19)的c端;所述諧振電容C1(18)的兩端分別與所述變壓器PT(19)的a端、c端相連;所述變壓器PT(19)的副邊經(jīng)所述整流二極管D5(20)輸出,所述電容C2(21)一端與所述整流二極管D5(20)的負(fù)極相連,所述電容C2(21)的另一端連接于所述變壓器PT(19)的副邊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述負(fù)載(3)為多針陣列-板式電極結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述多針陣列-板式電極結(jié)構(gòu)為針與針間距0.5mm,4根針垂直于板并列放置。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納秒脈沖疊加直流電源裝置,其特征在于,所述閉合開關(guān)K(25)的電極結(jié)構(gòu)為球隙結(jié)構(gòu)或棒板結(jié)構(gòu)或棒棒結(jié)構(gòu)或板板結(jié)構(gòu)。

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