专利名称：延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子仪器即延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器。
容性负载即电极板作为偏转电场有着极广泛的用途。一般偏转电场的作用是用于偏转电、磁、光信号；但将其只用于瞬间截取部分电、磁、光信号，使其束流呈脉冲状对于一些特殊用途的研究，有着极其重要的意义。如将离子源的束流用偏转电场使其脉冲化，对于核结构的深入研究、新核素的研究、加速器的调试及核技术在民用中的应用等都有重要的意义。但在电极这种容性负载上瞬间建立和取消高压有着很大的难度，目前尚未见同类研究技术出现。
本发明的目的是为了提供一种可在容性负载上瞬间建立和撤消高压、并使其调制的信号的频率、脉宽可调的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器。
本发明的目的可通过如下措施来实现一种延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器，包括脉冲信号源、一个高压充电驱动器和一个放电驱动器；其中高压充电驱动器包括上升沿成形器、上升沿高压驱动器；放电驱动器包括下降沿延迟成形器和下降沿驱动器；由脉冲信号源产生的脉冲信号分成两路，其中一路与高压充电驱动器相连产生上升沿充电信号；另一路与放电驱动器相连产生相对于上升沿充电信号延迟的下降沿充电信号，充、放电驱动器的输出构成一个完整的高压脉冲信号至负载。
本发明的目的还可通过如下措施来实现所述的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器的高压充电驱动器是由上升沿成形器的两级放大器后输出方波脉冲信号至上升沿驱动器，由上升沿驱动器的放大器输出的信号控制其输出级的导通，在其输出级上加有高压信号；上升沿驱动器的输出级的输出端与下降沿驱动器的输出级输出端相连共同驱动负载。
所述的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器的放电驱动器是由下降沿延迟成形器的信号触发延迟成形器产生的延迟成形方波信号经加速驱动电路进行加速驱动后控制下降沿驱动器的输出级，其输出级通过保护电路与上升沿驱动器的输出级的输出端相连。
所述的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器的上升沿驱动器的放大器的输出信号上连有一个导通加速保持电路。
本发明相比现有技术具有如下优点
本发明利用两个驱动器完成一个完整的高压脉冲信号的输出，其充电驱动器可获得小于100ns的上升时间和保持输出脉冲的宽度，放电驱动器的放电信号的前沿相对充电触发信号的后沿延迟，并获得小于250ns的下降时间，从而可在容性负载上实现毫微秒时间内建立和撤消高压；从而获得脉冲化的束流信号，且其信号的频率、宽度可调。
本发明的具体结构由以下附图给出
图1是本发明的结构示意图1-脉冲信号源2-高压充电驱动器3-放电驱动器图2是本发明的实施例电路原理图本发明还将结合附图1、2实施例作进一步详述参照图2，为本发明的实施例电路原理图。脉冲信号源1可为计算机，输出的脉冲信号分成两路；其中一路与高压充电电驱动器2的上升沿成形器的三极管N1的基极相连，三极管N1的集电极通过并联电阻R12、电容C1的支路与三极管N2的基极相连，由三极管N2的射电极输出成形的方波信号与上升沿驱动器的三极管N1的基极相连，其集电极与由电阻R17、R18串联后与电容C10并联的导通加速保持回路串联后再与输出级三极管P1的基极相连，从而使三极管P1突然导电，并使加在三极管P1的射电极的高压350V在100ns之内由三极管P1的集电极输出至容性负载上并能保持一定的充电时间；在三极管P1的集电极对地之间还串联有放电电阻R19。脉冲信号源产生的另一路脉冲信号触发放电驱动器3的下降沿成形延迟电路的信号振荡成形器U5A，由U5A的13脚输出延迟成形方波信号与加速驱动电路的三极管P2的基极相连，三极管P2、N4构成加速驱动电路，由加速驱动电路的三极管N4输出的延迟下降沿信号的前沿相比上升沿信号的后沿延迟一个Δt的时间；三极管P2的集电极通过并联的电阻R25、电容C12支路与三极管N4的基极相连，三极管N4的射电极输出的延迟信号与下降沿驱动器的三极管N5的基极相连，使得三极管N5可获得在250ns之内的放电时间；三极管N5的集电极通过由电阻R20、二极管D2并联支路构成的保护电路与容性负载导通。
本发明的工作原理是由脉冲信号源产生的一个脉冲信号经高压充电驱动器2的上升沿成形器的三极管N1、N2成形后，输出方波信号至上升沿驱动器的三极管N5，由N5放大后加在P1的基极上，使得三极管P1在100ns之内将加在其上的350v高压加至容性负载，使容性负载充电至350v并保持；由脉冲信号源1产生的另一路脉冲信号触发放电驱动器3的延迟成形器U5A，由U5A输出延迟成形方波信号至由三极管P2、N4构成的加速驱动电路，使得加在下降沿驱动器的三极管N5基极的放电触发信号的前沿相比充电触发信号的后沿延迟一个Δt的时间，从而可保证正在充电的三极管P1完全截止，容性负载电荷通过放电电阻R19放掉不多的一段时间内，使三极管N5突然导电，获得小于250ns的放电时间，使容性负载上的剩余大部分电荷均可通过三极管N5放电；这样可在容性负载上得到一个前后沿都为毫微秒级的高压充、放脉冲信号。
权利要求
1.一种延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器，包括脉冲信号源(1)，其特征在于还包括一个高压充电驱动器(2)和一个放电驱动器(3)；其中高压充电驱动器(2)包括上升沿成形器、上升沿高压驱动器；放电驱动器(3)包括下降沿延迟成形器和下降沿驱动器；由脉冲信号源(1)产生的脉冲信号分成两路，其中一路与高压充电驱动器(2)相连产生上升沿充电信号，另一路与放电驱动器(3)相连产生相对于上升沿充电信号延迟的下降沿充电信号，充、放电驱动器(2)(3)的输出构成一个完整的高压脉冲信号至负载。
2.如权利要求1所述的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器，其特征在于高压充电驱动器(2)是由上升沿成形器的两级放大器后输出方波脉冲信号至上升沿驱动器，由上升沿驱动器的放大器输出的信号控制其输出级的导通，在其输出级上加有高压信号；上升沿驱动器的输出级的输出端与下降沿驱动器的输出级输出端相连。
3.如权利要求1、2所述的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器，其特征在于在所述的上升沿驱动器的放大器的输出信号上连有一个导通加速保持电路。
4.如权利要求1所述的延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器，其特征在于所述的放电驱动器(3)是由下降沿延迟成形器的信号触发延迟成形器产生的延迟成形方波信号经加速驱动电路进行加速驱动后控制下降沿驱动器的输出级，其输出级通过保护电路与上升沿驱动器的输出级的输出端相连。
全文摘要
本发明涉及一种延迟型毫微秒级高压脉冲驱动器,包括脉冲信号源、高压充电驱动器和放电驱动器;其中高压充电驱动器包括上升沿成形器、上升沿高压驱动器;放电驱动器包括下降沿延迟成形器和下降沿驱动器;由脉冲信号源产生的脉冲信号分成两路,其中一路与高压充电驱动器相连,另一路与放电驱动器相连,充、放电驱动器的输出构成一个完整的高压脉冲信号至负载;本发明可在容性负载上瞬间建立和撤消高压、并使其调制的信号的频率、脉宽可调。
文档编号H03K5/00GK1244746SQ98112939
公开日2000年2月16日 申请日期1998年8月10日 优先权日1998年8月10日
发明者贾天成, 董菊心 申请人:中国科学院近代物理研究所