一种反激高压发生器脉冲宽度的控制方法与流程

本发明涉及反激高压发生器，尤其涉及一种反激高压发生器脉冲宽度的控制方法。

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背景技术：
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在一些特殊的应用领域，比如神经元控制、激光脉冲控制，需要利用到可调的高压脉冲波，并且对高压脉冲波的电压、电流幅值、脉冲波的能量、电荷量有着严格的要求，以期达到预期的控制效果。

长期以来在这些领域采用的是正激电路，在额定输出电压条件下，输出负载变化时，输出电流随原边开通时间而大，随负载增大而减小，并且无法对输出电荷量进行有效调节，这一特性由正激电路所决定。

如果采用简单的反激电路，由于次级电路工作在高压条件下，想直接通过关断次级电路的输出来得到所需的脉冲宽度也较难实现。

如图1所示，简单反激电路原边输入的直流电压经电容C1滤波，由开关管K1控制开通时间，在反激变压器T1的原边得到合适的激磁电流，在开关管K1关断后，激磁电流经副边二极管D1整流后按匝比关系对负载电阻RL放电，脉宽度控制模块采样原边的放电电压或次边的放电电流，与给定值相比较，得到相应的开关管开通时间。

如图2所示，RL的峰值电流由原边激磁电流的峰值决定，而原边激磁电流峰值由开关管K1的导通时间决定。输出电流放电的时间由反激变压器T1的副边电感及负载电阻共同决定。

图1所示电路的缺点是显而易见的，由于副边输出电压通常为数千至数万伏的高压，普通的半导体开关器件耐压有限，较难对输出的脉冲宽度进行控制，只能通过调整原边的开通时间来调整副边的峰值放电电流，而输出的脉冲宽度会因负载电阻的变化而变化，无法对其控制。

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技术实现要素：
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本发明要解决的技术问题是提供一种次级高压的脉冲电流可调，且高压脉冲的宽度或电荷量可控的反激高压发生器脉冲宽度的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种反激高压发生器脉冲宽度的控制方法，通过控制原边电路导通的时间来控制副边输出的初始电流值，在副边电路放电过程中，当副边电路输出的脉冲的宽度或输出的电荷量达到给定值时，释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波。

以上所述的控制方法，反激高压发生器包括脉冲宽度控制电路，原边电路包括原边复位电路，在原边电路与反激变压器原边绕组串联的第一开关管关断后，脉冲宽度控制电路采集的副边电路的输出电流、放电的脉宽、放电的电量或原边绕组的反射电压达到给定值时，原边复位电路开通，释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波。

以上所述的控制方法，原边复位电路包括第二开关管，第二开关管与反激变压器的原边绕组并联，第二开关管的控制端接脉冲宽度控制电路的控制信号输出端；在原边电路与反激变压器原边绕组串联的第一开关管关断后，脉冲宽度控制电路采集的副边电路的输出电流、放电的脉宽、放电的电量或原边绕组的反射电压达到给定值时，脉冲宽度控制电路控制第二开关管开通，释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波；在第一开关管再次开通前，脉冲宽度控制电路控制第二开关管提前关断。

以上所述的控制方法，原边复位电路包括复位电阻，复位电阻与第二开关管串联；第二开关管与复位电阻的串联支路与反激变压器的原边绕组并联。

以上所述的控制方法，原边复位电路包括第二开关管和二极管，反激变压器原边绕组的第一端接直流电源的正极，第二端接第一开关管的第一端，第一开关管的第二端通过第二开关管接直流电源的负极；二极管的阳极接第一开关管的第二端，二极管的阴极接反激变压器原边绕组的第一端；第一开关管关断后，脉冲宽度控制电路采集到的副边电路的输出电流、放电的脉宽、放电的电量或原边绕组的反射电压达到给定值时，脉冲宽度控制电路控制第二开关管关断；第一开关管再次导通，通过二极管释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波；在下一次脉冲输出前，第二开关管导通，直流电源对反激变压器供电，反激变压器原边绕组到达所需开通时间后，第一开关管关断，反激变压器的副边绕组开始下一次放电。

以上所述的控制方法，包括复位电阻，二极管的阴极通过复位电阻接反激变压器原边绕组的第一端。

本发明的控制方法便于实现对次级高压的脉冲电流的调节和高压脉冲的宽度或电荷量的控制。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是现有技术反激高压发生器的电路图。

图2是现有技术反激高压发生器控制方法的工作时序图。

图3是本发明实施例1反激高压发生器的电路图。

图4是本发明实施例1反激高压发生器控制方法的工作时序图。

图5是本发明实施例反激高压发生器的电路图。

图6是本发明实施例2反激高压发生器控制方法的工作时序图。

[具体实施方式]

本发明实施例反激高压发生器脉冲宽度的控制方法，通过控制原边电路导通的时间来控制副边输出的初始电流值，在副边电路放电过程中，当副边电路输出的脉冲的宽度或输出的电荷量达到给定值时，释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波。

本发明实施例1控制方法的反激高压发生器电路如图3所示，反激高压发生器包括脉冲宽度控制电路，原边电路包括原边复位电路。

原边复位电路包括开关管K2和复位电阻Re，复位电阻Re与开关管K2串联；开关管K2与复位电阻Re的串联支路与反激变压器T1的原边绕组并联。

开关管K1和K2的控制端分别接脉冲宽度控制电路的控制信号输出端。

如图4所示，在原边电路中与反激变压器T1原边绕组串联的开关管K1关断后，脉冲宽度控制电路采集的副边电路的输出电流和/或原边绕组的反射电压达到给定值时，脉冲宽度控制电路控制开关管K2开通，释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波；在开关管K1再次开通前，脉冲宽度控制电路控制开关管K2提前关断。

本发明实施例2控制方法的反激高压发生器电路如图5所示，原边复位电路包括开关管K2、复位电阻Re和二极管D2，反激变压器T1原边绕组的第一端接直流电源的正极Vin+，第二端接开关管K1的第一端，开关管K1的第二端通过开关管K2接直流电源的负极Vin-；二极管D2的阳极接开关管K1的第二端，二极管D2的阴极通过复位电阻Re接反激变压器T1原边绕组的第一端。

如图6所示，开关管K1关断后，脉冲宽度控制电路采集到的副边电路放电的脉宽或放电的电量达到给定值时，脉冲宽度控制电路控制开关管K2关断；开关管K1再次导通，通过二极管D2和复位电阻Re释放原边电路的能量，实现对副边电路输出脉冲的斩波；在下一次脉冲输出前，开关管K2导通，直流电源对反激变压器T1供电，反激变压器T1原边绕组到达所需开通时间后，开关管K1关断，反激变压器T1的副边绕组开始下一次放电。