一种采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脉冲电流输出电路。更具体地，涉及一种采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路。
【背景技术】
[0002]脉冲电流发生电路研宄是今年来随着脉冲功率发展起来的领域，其重要功能是产生大功率、大幅值的脉冲功率信号。脉冲功率源是电磁发射系统的重要组成部分，是电磁发射技术的基础和研宄重点，其作用是向电磁发射平台提供高电压、大电流、高功率的电能。采用大功率半导体器件作为脉冲功率源的开关器件，满足了脉冲功率源小型化、模块化、高功率、重频率、全固态等重要发展趋势。为电磁发射提供能量的脉冲大电流发生电路是电磁发射系统的重要组成部分，也是电磁发射技术的基础和研宄的重点。脉冲功率技术主要应用在等离子体物理与受控核聚变研宄、闪光X射线照相、核爆炸模拟、大功率微波、高功率激光、电磁脉冲、电磁发射、粒子束武器、电磁成形等领域，在现代科学、国防科研和工业民用领域都有着重要的科学意义与应用价值。
[0003]目前脉冲电流发生电路主要由初级储能、中间储能和脉冲形成系统和转换系统组成。电路原理是:先将能量在较长时间内储存起来，然后再瞬间释放出来，从而获得脉冲电流。电压源模块通过电容、电感或机械储能获得高压；其次，经过电压放大反馈向中间储能和脉冲形成系统注入能量；最后通过高速功率开关器件及控制电路使得电压源瞬间施加到负载，产生脉冲大电流。
[0004]该脉冲大电流发生电路多采用电容并联达到高电压，转换得到大电流，其结构简单易行。但在转换过程中采用单只功率模块将电压转换为电流，单只功率模块转换能量有限；另外脉冲电流电路输出电流较大时系统线路间产生交流阻抗，增大了电路中的负载，导致脉冲电流源的输出电流值较小，无法稳定输出，精度差。脉冲大电流发生电路产生电流幅值最大为50A，无法满足大电流需求。
[0005]因此，需要提供一种采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于提供一种采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路，以满足脉冲电流源大功率需求。
[0007]为达到上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0008]一种采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路，该电路包括:
[0009]信号产生单元，用于产生脉冲电压信号；
[0010]放大单元，用于放大脉冲电压信号，生成脉冲高压信号；
[0011]转换单元，用于采用功率模块并联的方式将脉冲高压信号转化为脉冲大电流信号。
[0012]优选地，该电路还包括:
[0013]稳流单元，用于对脉冲大电流信号进行滤波，提高脉冲大电流信号的稳定性。
[0014]优选地，该电路还包括:
[0015]反馈负载回路，用于对脉冲大电流信号进行采样，生成反馈信号调节放大单元对脉冲电压信号的放大倍数，提高脉冲大电流信号幅值的稳定性。
[0016]优选地，转换单元包括:
[0017]并联功率模块，包括至少两个并联的参数相同的功率模块，并联功率模块用于将脉冲高压信号转化为脉冲大电流信号；
[0018]供电模块，用于给并联功率模块供电；
[0019]至少两个分别与各功率模块连接的调节电阻，用于根据各功率模块的运行参数，通过自身调节的方式调节各功率模块的输出电流相同。
[0020]优选地，转换单元还包括:
[0021]连接在并联功率模块输出端的保护模块，用于使转换单元在超出额定功率或异常时停止工作，从而保护采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路。
[0022]本发明的有益效果如下:
[0023]本发明所述技术方案采用信号产生单元产生频率可调标准脉冲信号，经过放大转换形成脉冲大电流，稳流单元进行调节控制，提高了输出波形的稳定性，输出电流精度高；且采用功率模块并联技术，筛选功率模块并附加调节电阻实现大电流稳定输出，增加了脉冲电流电路的输出电流幅值，可达到100A。
【附图说明】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0025]图1示出采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路示意图。
[0026]图2示出采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路中的转换单元示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0028]如图1所示，本实施例提供的采用功率模块并联的脉冲大电流输出电路，包括:信号产生单元1、放大单元2、转换单元3、稳流单元4和反馈负载回路5 ；
[0029]本实施例电路连接关系为:信号产生单元I输出端与放大单元2的输入端通过电缆连接，放大单元2的输出端与转换单元3输入端通过线缆连接，转换单元3输出端与稳流单元4输入端通过线缆连接，稳流单元4输出端与反馈负载回路5的输入端通过线缆连接，反馈负载回路5输出端与转换单元3控制端通过数据线连接，稳流单元4输出端为电路输出接口。
[0030]本实施例电路工作方式为:信号产生单元I由可编程逻辑器件产生频率和幅值可调的标准脉冲信号，该脉冲电压信号经过同轴线缆进入放大单元2进行电压放大，产生脉冲高压信号；脉冲高压信号经过转换单元3输出脉冲大电流信号进入稳流单元4。稳流单元4进行滤波和波形控制，输出稳定脉冲电流信号，同时反馈负载回路5对稳流单元4输出的稳定脉冲电流信号进行采样，提供反馈信号调节放大单元2对脉冲电压信号的放大倍数，保证脉冲大电流信号幅值稳定。
[0031]本实施例电路中各单元的功能为:
[0032]信号产生单元I采用直接数字合成(DDS)技术，生成稳定、精确具有快速上升沿和下降沿的方波。产生的脉冲方波频率1Hz?10kHz连续可调，上升下降时间小于100ns。
[0033]放大单元2采用三级放大，同时三级放大器的电源端电路采用电容滤波保证放大信号稳定，主要功能是将脉冲信号通过DC-DC模块变成