一种防止开关直通的双极性高压脉冲发生器的制作方法

本发明涉及脉冲领域，具体是一种防止开关直通的双极性高压脉冲发生器。

背景技术：

1、与单极性脉冲相比，双极性脉冲在对细菌进行处理时具有更好的灭菌效果，并且双极性脉冲发生器能够有效的避免单极性脉冲电源在处理时所存在的电极化学腐蚀现象。

2、传统marx电路最常见的故障之一是在放电阶段，由于强电磁干扰导致mos管发生误导通，mos管与mos管形成直通回路，储能电容被短路；此类短路故障会产生异常高的短路电流，这样的大电流一旦流过开关将导致其损坏；因此传统高压脉冲电源系统稳定性较差，需要改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，包括：

4、恒流源，用于将输出恒流直流电供给级联的正负极性marx主电路；

5、级联的正负极性marx主电路，用于通过开关管的不同导通状态，完成内部电容的充放电，来将输入的直流电转化为双极性高压脉冲输出给应用负载；并引入防直通二极管，截断故障时产生的短路电流；

6、控制单元，用于监测级联的正负极性marx主电路的输出双极性高压脉冲，接收级联的正负极性marx主电路的电压、电流反馈，来控制半桥电路输出pwm信号；

7、半桥电路，用于接收控制单元的控制，输出pwm信号控制级联的正负极性marx主电路的开关管导通状态；

8、恒流源的输出端连接级联的正负极性marx主电路的第一输入端，级联的正负极性marx主电路的第一输出端连接应用负载、控制单元的第一输入端，级联的正负极性marx主电路的第二输出端连接控制单元的第二输入端，控制单元的输出端连接半桥电路的输入端，半桥电路的输出端连接级联的正负极性marx主电路的第二输入端。

9、作为本发明再进一步的方案：级联的正负极性marx主电路包括级联的正极性marx单元、级联的负极性marx单元，级联的正极性marx单元连接级联的负极性marx单元。

10、作为本发明再进一步的方案：级联的正极性marx单元包括多个正极性marx模块，正极性marx模块包括二极管dp1、mos管spb1、电容cp1、二极管dpt1、mos管spa1,二极管dp1的正极连接mos管spb1的d极，二极管dp1的负极连接电容cp1的一端，电容cp1的另一端连接mos管spb1的s极、二极管dpt1的正极，二极管dpt1的负极连接mos管spa1的d极，mos管spa1的g极连接半桥电路的输出端，mos管spb1的g极连接半桥电路的输出端；

11、正极性marx模块为第一个时，二极管dp1的正极连接二极管dp0的负极，二极管dp0的正极连接恒流源的输出端，二极管dp1的负极连接下一个正极性marx模块的二极管dp1的正极；mos管spa1的s极接地，mos管spa1的d极连接下一个正极性marx模块的mos管spa1的s极；

12、正极性marx模块为中间位置时，二极管dp1的正极连接上一个正极性marx模块的二极管dp1的负极，二极管dp1的负极连接下一个正极性marx模块的二极管dp1的正极；mos管spa1的s极连接上一个正极性marx模块的mos管spa1的d极；mos管spa1的d极连接下一个正极性marx模块的mos管spa1的s极；

13、正极性marx模块为最后一个时，二极管dp1的正极连接上一个正极性marx模块的二极管dp1的负极，二极管dp1的负极连接级联的负极性marx单元；mos管spa1的s极连接上一个正极性marx模块的mos管spa1的d极；mos管spa1的d极连接级联的负极性marx单元。

14、作为本发明再进一步的方案：级联的负极性marx单元包括多个负极性marx模块，负极性marx模块包括二极管dn1、mos管snb1、电容cn1、二极管dnt1、mos管sna1,mos管sna1的s极连接二极管dnt1的正极，二极管dnt1的负极连接mos管snb1的d极、电容cn1的一端，mos管snb1的s极连接二极管dn1的负极，电容cn1的另一端连接二极管dn1的正极，mos管snb1的g极连接半桥电路的输出端，mos管sna1的g极连接半桥电路的输出端；

15、负极性marx模块为第一个时，mos管sna1的d极连接级联的正极性marx单元，mos管sna1的s极连接下一个负极性marx模块的mos管sna1的d极，二极管dnt1的负极连接级联的正极性marx单元，二极管dnt1的正极连接下一个负极性marx模块的二极管dnt1的负极；

16、负极性marx模块为中间位置时，mos管sna1的d极连接上一个负极性marx模块的mos管sna1的s极，mos管sna1的s极连接下一个负极性marx模块的mos管sna1的d极，二极管dnt1的负极连接上一个负极性marx模块的二极管dnt1的正极，二极管dnt1的正极连接下一个负极性marx模块的二极管dnt1的负极；

17、负极性marx模块为最后一个时，mos管sna1的d极连接上一个负极性marx模块的mos管sna1的s极，二极管dnt1的负极连接上一个负极性marx模块的二极管dnt1的正极，二极管dnt1的正极连接应用负载。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所引入的防直通二极管(dnt1、dpt1)，能够完全截断开关管同时导通时所产生的短路电流，防止短路故障的发生，极大程度地提高了系统运行的稳定性和可靠性；由于采用模块结构，构成的器件都相同，在完全不改变电路结构的情况下，可以通过优化时序使电路输出单正极性、单负极性的高压脉冲电压，增加功能；只需要两组控制信号，就能够对电路中的四路开关分别进行控制。

技术特征：

1.一种防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，其特征在于，该防止开关直通的双极性高压脉冲发生器包括：

2.根据权利要求1所述的防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，其特征在于，级联的正负极性marx主电路包括级联的正极性marx单元、级联的负极性marx单元，级联的正极性marx单元连接级联的负极性marx单元。

3.根据权利要求2所述的防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，其特征在于，级联的正极性marx单元包括多个正极性marx模块，正极性marx模块包括二极管dp1、mos管spb1、电容cp1、二极管dpt1、mos管spa1,二极管dp1的正极连接mos管spb1的d极，二极管dp1的负极连接电容cp1的一端，电容cp1的另一端连接mos管spb1的s极、二极管dpt1的正极，二极管dpt1的负极连接mos管spa1的d极，mos管spa1的g极连接半桥电路的输出端，mos管spb1的g极连接半桥电路的输出端；

4.根据权利要求2或3所述的防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，其特征在于，级联的负极性marx单元包括多个负极性marx模块，负极性marx模块包括二极管dn1、mos管snb1、电容cn1、二极管dnt1、mos管sna1,mos管sna1的s极连接二极管dnt1的正极，二极管dnt1的负极连接mos管snb1的d极、电容cn1的一端，mos管snb1的s极连接二极管dn1的负极，电容cn1的另一端连接二极管dn1的正极，mos管snb1的g极连接半桥电路的输出端，mos管sna1的g极连接半桥电路的输出端；

技术总结本发明公开了一种防止开关直通的双极性高压脉冲发生器，涉及脉冲领域，该防止开关直通的双极性高压脉冲发生器包括：级联的正负极性Marx主电路，用于将输入的直流电转化为双极性高压脉冲输出给应用负载；并引入防直通二极管，截断故障时产生的短路电流；本发明的有益效果是：本发明所引入的防直通二极管，能够完全截断开关管同时导通时所产生的短路电流，防止短路故障的发生，极大程度地提高了系统运行的稳定性和可靠性；由于采用模块结构，构成的器件都相同，在完全不改变电路结构的情况下，可以通过优化时序使电路输出单正极性、单负极性的高压脉冲电压，增加功能；只需要两组控制信号，就能够对电路中的四路开关分别进行控制。技术研发人员：王永刚,孙懿,凌钧受保护的技术使用者：无锡复溪电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18