一种高压发生器母线电压控制方法及高压发生器与流程

本发明涉及一种高压发生器母线电压控制技术，尤其是涉及一种高压发生器母线电压控制方法及高压发生器。

背景技术：

现有的高压发生器的电路原理图如图1所示，该高压发生器中，电子开关、限流模块和整流电路构成充电电路，其工作过程如下：当接入电网电压时，输入升压电路对接入的电网电压进行升压处理，工作人员开启主控制模块使其进入工作状态，此时主控制模块控制电子开关导通，电网电压依次经过输入升压电路和电子开关、限流模块和整流电路构成的充电电路后给储能电路充电，此时储能电路输出母线电压dc。当需要改变高压发生器的输出电压时，工作人员在主控制模块中更改设定的高压发生器的输出电压，主控制模块控制逆变电路将母线电压dc逆变转换为交变电压，再经输出升压电路升压处理后得到所需输出电压输出，反馈电路采集输出升压电路的输出电压的实时值反馈给主控制模块，主控制模块根据输出电压的实时值调整对逆变电路内部的通断控制，使高压发生器输出电压的准确性较高，放电电路实时监测输入升压电路是否有接入电网电压，当输入升压电路接入电网电压时，放电电路不工作，当输入升压电路未接入电网电压时，放电电路工作，给储能电路放电。

上述高压发生器中，母线电压dc的大小直接取决于接入的电网电压，由此导致以下问题：一、当前在设计高压发生器时，储能电路是采用多个储能电容组来实现的，为了避免储能电路中的储能电容温度过高而损坏或者爆炸，保证储能电路的正常使用，母线电压dc必须低于储能电路的耐压值；由于电网电压不可避免的存在上下波动，母线电压也必然存在一个波动区间，为了保证储能电路的耐压值高于实际母线电压，当前设计储能电路时其耐压要高于母线电压波动区间的最大值，根据电容能量公式，储能电路储存能量e＝1/2*c*v²，其中，*为乘运算符号，c为储能电路中所有储能电容组的电容总容量；v为储能电路的输出电压，即为母线电压，为了保证安全，对于选用同一种耐压值的电容，母线电压相对只能取更小，而对于相同的能量储存要求，v越小，c就要越大，由此导致储能电路中储能电容的数量的增加，最终导致高压发生器的体积增加和成本增加。二、在高压发生器工作过程中，母线电压处于失控状态，母线电压是否超限、充电电路是否正常工作、放电电路是否正常工作等问题均不可知，也就是说高压发生器是否处于正常工作状态无法确定，其安全性和可靠性不高。三、高压发生器的输出电压通过主控制模块进行设定，当设定不同的输出电压时，只要电网电压不变，母线电压均相同，由此当设定的输出电压较高时，高压发生器内部消耗的能量低，设定的输出电压较低时，高压发生器内部消耗的能量高，而一旦过多的能量在高压发生器内部不能被完全消耗时，高压发生器内部稳态将不能维持，此时最终的输出电压浮高，输出出现问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种高压发生器母线电压控制方法，该控制方法通过对母线电压进行控制，在保证储能电路安全使用的基础上，可以采用耐压较低的储能电路，减少储能电路中储能电容的使用数量，从而减小高压发生器的体积，降低高压发生器的成本，同时该控制方法通过对母线电压进行监测控制，可以监控高压发生器内部充电电路和放电电路是否处于正常工作状态，提高高压发生器的安全性和可靠性，并且在设定的输出电压较低时，也能够避免输出电压浮高问题。

本发明解决上述技术问题之一所采用的技术方案为：一种高压发生器母线电压控制方法，包括以下步骤：

(1)在所述的高压发生器的主控制模块中设定控制参数，所述的控制参数包括第一母线电压极限值dc_high1、第二母线电压极限值dc_high2、标准母线电压极限值dc_high、母线电压比较值dc_low和输出电压比较值kv_output_comp，将高压发生器的输入升压电路的升压比记为1：n，第一母线电压极限值dc_high1的取值范围为311n～342n伏特，母线电压比较值dc_low的取值范围为((dc_high-10)～(dc_high-5)伏特。第二母线电压极限值dc_high2的取值小于第一母线电压极限值dc_high1，输出电压比较值kv_output_comp的取值位于所述的高压发生器的额定输出电压范围内，且第二母线电压极限值dc_high2的取值和输出电压比较值kv_output_comp的取值同时满足以下条件：当所述的高压发生器的主控制模块设定输出电压为额定输出电压最小值、输出电流为额定输出电流最小值、输出时间为额定输出时间最短时间时，所述的高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内，且当所述的高压发生器的主控制模块设定输出电压等于输出电压比较值kv_output_comp、输出电流为额定输出电流最大值、输出时间为额定输出时间最长时间，所述的高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内；

(2)所述的高压发生器具有两种工作模式：充电模式和放电模式；当所述的高压发生器的输入升压电路接入电网电压时，操作人员在主控制模块中设定输出电压且开启主控制模块，所述的主控制模块根据设定的输出电压进行标准母线电压极限值自动设定：如果设定的输出电压大于输出电压比较值kv_output_comp，则令dc_high＝dc_high1，此时母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high1-10)～(dc_high1-5)伏特，如果设定的输出电压小于等于输出电压比较值kv_output_comp，则令dc_high＝dc_high2，母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high2-10)～(dc_high2-5)伏特，标准母线电压极限值设定完成后，所述的高压发生器进入充电模式；

(3)当所述的高压发生器处于充电模式时，所述的主控制模块控制所述的充电电路导通，所述的充电电路进入充电阶段，此时所述的放电电路处于关闭状态，在所述的充电电路的充电阶段，所述的充电电路为所述的储能电路充电，所述的反馈电路采集所述的输出升压电路的输出电压的实时值反馈给所述的主控制模块，所述的主控制模块根据所述的输出升压电路的输出电压的实时值控制所述的逆变电路内部通断，并且，所述的主控制模块从零开始进行计时以及获取所述的储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与标准母线电压极限值进行实时比较，而且在计时达到rh×c总时，进一步将当前母线电压dc的实时值与0.63*311n伏特进行比较：如果母线电压dc的实时值小于等于标准母线电压极限值，所述的高压发生器保持充电模式，如果母线电压dc的实时值大于标准母线电压极限值，主控制模块控制充电电路断开，充电电路的充电阶段结束，此时所述的高压发生器由充电模式切换至放电模式，在所述的高压发生器保持充电模式过程中，如果主控制模块计时达到rh×c总，其中rh表示充电电路的总电阻，c总表示储能电路的总电容值，且当前母线电压dc的实时值小于0.63*311n伏特，则表示充电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，输出升压电路无输出电压输出，高压发生器停止工作，否则所述的高压发生器继续保持充电模式；当所述的高压发生器处于放电模式时，所述的主控制模块控制所述的放电电路开启，所述的放电电路进入放电阶段，在所述的放电电路的放电阶段，所述的放电电路对所述的储能电路进行放电，所述的主控制模块获取所述的储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与母线电压比较值dc_low进行比较，以及将当前母线电压的实时值与前一母线电压的实时值进行比较：如果母线电压dc的实时值大于等于母线电压比较值dc_low，所述的高压发生器保持放电模式，如果母线电压dc的实时值小于等于母线电压比较值dc_low，此时主控制模块关闭所述的放电电路，控制所述的充电电路导通，所述的高压发生器由放电模式切换至充电模式，在所述的高压发生器保持放电模式过程中，如果当前母线电压的实时值相对于前一母线电压的实时值没有降低，则表明放电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，高压发生器停止工作，否则所述的高压发生器继续保持放电模式。

与现有技术相比，本发明的控制方法优点在于通过设定标准母线电压极限值、母线电压比较值dc_low和输出电压比较值kv_output_comp，在设定输出电压后根据设定的输出电压适应性选择标准母线电压极限值，且在高压发生器工作过程中，通过对母线电压的监测对母线电压进行控制以及实现充电电路和放电电路的实时监测，由此在保证储能电路安全使用的基础上，可以采用耐压较低的储能电路，减少储能电路中储能电容的使用数量，从而减小高压发生器的体积，降低高压发生器的成本，通过对母线电压的监测来监控高压发生器内部充电电路和放电电路是否处于正常工作状态，提高高压发生器的安全性和可靠性，并且在设定的输出电压较低时，由于适应性选择标准母线电压极限值，也能够避免输出电压浮高问题。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种高压发生器，该高压发生器通过对母线电压进行控制，在保证储能电路安全使用的基础上，可以采用耐压较低的储能电路，减少储能电路中储能电容的使用数量，从而减小高压发生器的体积，降低高压发生器的成本，同时通过对母线电压的监测实现内部放电电路和充电电路工作状态是否正常的监测，安全性和可靠性较高，并且在设定的输出电压较低时，也能够避免输出电压浮高问题。

本发明解决上述技术问题之而所采用的技术方案为：一种高压发生器，包括主控制模块、输入升压电路、充电电路、储能电路、逆变电路、采样电路、放电电路、输出升压电路和反馈电路，所述的主控制模块分别与所述的充电电路、所述的逆变电路、所述的采样电路、所述的放电电路和所述的反馈电路连接，所述的充电电路和所述的储能电路连接，所述的采样电路和所述的放电电路分别与所述的储能电路连接，所述的储能电路和所述的逆变电路连接，所述的逆变电路和所述的输出升压电路连接，所述的输出升压电路和所述的反馈电路连接；所述的充电电路用于对所述的储能电路进行充电，所述的放电电路用于对所述的储能电路进行放电，所述的反馈电路用于采集所述的输出升压电路的输出电压的实时值并反馈给所述的主控制模块，所述的采样电路用于采集所述的储能电路输出的母线电压dc的实时值并反馈给所述的主控制模块，所述的逆变电路用于将所述的储能电路输出的母线电压逆变转换为交变电压，所述的输出升压电路用于将所述的逆变电路输出的交变电压升压处理后得到所需输出高压输出，所述的主控制模块用于控制所述的充电电路、所述的放电电路和所述的逆变电路的工作；所述的主控制模块中设定有控制参数，所述的控制参数包括第一母线电压极限值dc_high1、第二母线电压极限值dc_high2、标准母线电压极限值dc_high、母线电压比较值dc_low和输出电压比较值kv_output_comp，将高压发生器的输入升压电路的升压比记为1：n，第一母线电压极限值dc_high1的取值范围为311n～342n伏特，母线电压比较值dc_low的取值范围为((dc_high-10)～(dc_high-5)伏特。第二母线电压极限值dc_high2的取值小于第一母线电压极限值dc_high1，输出电压比较值kv_output_comp的取值位于所述的高压发生器的额定输出电压范围内，且第二母线电压极限值dc_high2的取值和输出电压比较值kv_output_comp的取值同时满足以下条件：当所述的高压发生器的主控制模块设定输出电压为额定输出电压最小值、输出电流为额定输出电流最小值、输出时间为额定输出时间最短时间时，所述的高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内，且当所述的高压发生器的主控制模块设定输出电压等于输出电压比较值kv_output_comp、输出电流为额定输出电流最大值、输出时间为额定输出时间最长时间，所述的高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内；所述的高压发生器具有两种工作模式：充电模式和放电模式；当所述的高压发生器的输入升压电路接入电网电压时，操作人员在主控制模块中设定输出电压且开启主控制模块，所述的主控制模块根据设定的输出电压进行标准母线电压极限值自动设定：如果设定的输出电压大于输出电压比较值kv_output_comp，则令dc_high＝dc_high1，此时母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high1-10)～(dc_high1-5)伏特，如果设定的输出电压小于等于输出电压比较值kv_output_comp，则将令dc_high＝dc_high2，此时母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high2-10)～(dc_high2-5)伏特，标准母线电压极限值设定完成后，所述的高压发生器进入充电模式；当所述的高压发生器处于充电模式时，所述的主控制模块控制所述的充电电路导通，所述的充电电路进入充电阶段，此时所述的放电电路处于关闭状态，在所述的充电电路的充电阶段，所述的充电电路为所述的储能电路充电，所述的反馈电路采集所述的输出升压电路的输出电压的实时值反馈给所述的主控制模块，所述的主控制模块根据所述的输出升压电路的输出电压的实时值控制所述的逆变电路内部通断，并且，所述的主控制模块从零开始进行计时以及通过所述的采样电路来获取所述的储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与标准母线电压极限值进行实时比较，而且在计时达到rh×c总时，进一步将当前母线电压dc的实时值与0.63*311n伏特进行比较：如果母线电压dc的实时值小于等于标准母线电压极限值，所述的高压发生器保持充电模式，如果母线电压dc的实时值大于标准母线电压极限值，主控制模块控制充电电路断开，充电电路的充电阶段结束，此时所述的高压发生器由充电模式切换至放电模式，在所述的高压发生器保持充电模式过程中，如果主控制模块计时达到rh×c总，其中rh表示充电电路的总电阻，c总表示储能电路的总电容值，且当前母线电压dc的实时值小于0.63*311n伏特，则表示充电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，输出升压电路无输出电压输出，高压发生器停止工作，否则所述的高压发生器继续保持充电模式；当所述的高压发生器处于放电模式时，所述的主控制模块控制所述的放电电路开启，所述的放电电路进入放电阶段，在所述的放电电路的放电阶段，所述的放电电路对所述的储能电路进行放电，所述的主控制模块通过所述的采样电路来获取所述的储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与母线电压比较值dc_low进行比较，以及将当前母线电压的实时值与前一母线电压的实时值进行比较：如果母线电压dc的实时值大于等于母线电压比较值dc_low，所述的高压发生器保持放电模式，如果母线电压dc的实时值小于等于母线电压比较值dc_low，此时主控制模块关闭所述的放电电路，控制所述的充电电路导通，所述的高压发生器由放电模式切换至充电模式，在所述的高压发生器保持放电模式过程中，如果当前母线电压的实时值相对于前一母线电压的实时值没有降低，则表明放电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，高压发生器停止工作，否则所述的高压发生器继续保持放电模式。

所述的储能电路包括第一储能电容组和第二储能电容组，所述的第一储能电容组和所述的第二储能电容组分别具有正极和负极，所述的第一储能电容组的负极和所述的第二储能电容组的正极连接，所述的第一储能电容组的正极和所述的第二储能电容组的负极之间生成母线电压dc，所述的输入升压电路包括第一变压器，所述的第一变压器具有初级线圈和次级线圈，所述的充电电路包括电子开关、第一电阻、第一二极管和第二二极管，所述的第一二极管和所述的第二二极管均为整流二极管，所述的采样电路包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述的逆变电路包括四个可控开关器件，每个所述的可控开关器件分别具有控制端、第一连接端和第二连接端，所述的可控开关器件通过其控制端接入的信号控制其第一连接端和第二连接端连通或者断开，将四个所述的可控开关器件分别称为第一可控开关器件、第二可控开关器件、第三可控开关器件和第四可控开关器件，所述的输出升压电路包括第一电感、第一电容和第二变压器，所述的第二变压器具有初级线圈和次级线圈，所述的第一变压器的初级线圈的两端用于市电电压，所述的电子开关具有第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端和控制端，所述的电子开关的第一输入端和所述的第一变压器的次级线圈的一端连接，所述的电子开关的第二输入端和所述的第一变压器的次级线圈的另一端连接，所述的电子开关的第一输出端和所述的第一电阻的一端连接，所述的电子开关的第二输出端与所述的第一储能电容组和所述的第二储能电容组的连接端连接，所述的第一电阻的另一端分别与所述的第一二极管的正极和所述的第二二极管的负极连接，所述的第一二极管的负极与所述的第一储能电容组的正极连接，所述的第二二极管的正极和所述的第二储能电容组的负极连接，所述的第二电阻的一端和所述的第一储能电容组的正极连接，所述的第二电阻的另一端和所述的第三电阻的一端连接，所述的第三电阻的另一端和所述的第四电阻的一端连接，所述的第四电阻的另一端和所述的第二储能电容组的负极连接，所述的第三电阻和所述的第四电阻的连接端与所述的主控制模块连接，所述的放电电路具有正极、负极和控制端，所述的放电电路的控制端和所述的主控制模块连接，所述的放电电路的正极和所述的第一储能电容组的正极连接，所述的放电电路的负极和所述的第二储能电容组的负极连接，所述的第一可控开关器件的控制端、所述的第二可控开关器件的控制端、所述的第三可控开关器件的控制端和所述的第四可控开关器件的控制端分别与所述的主控制模块连接，所述的第一可控开关器件的第二连接端和所述的第二可控开关器件的第二连接端均与所述的第一储能电容组的正极连接，所述的第三可控开关器件的第一连接端和所述的第四可控开关器件的第一连接端均与所述的第二储能电容组的负极连接，所述的第一可控开关器件的第一连接端、所述的第三可控开关器件的第二连接端和所述的第一电感的一端连接，所述的第一电感的另一端和所述的第一电容的一端连接，所述的第一电容的另一端和所述的第二变压器的初级线圈的一端连接，所述的第二可控开关器件的第一连接端、所述的第三可控开关器件的第二连接端和所述的第二变压器的初级线圈的另一端连接，所述的第二变压器的次级线圈的两端之间输出输出电压，所述的反馈电路采集所述的第二变压器的次级线圈的两端之间输出的输出电压反馈给所述的主控制模块，将所述的第一可控开关器件和所述的第二可控开关器件作为第一组可控开关器件，将所述的第二可控开关器件和所述的第三可控开关器件作为第二组可控开关器件，所述的主控制模块通过控制所述的第一组可控开关器件和所述的第二组可控开关器件交替导通来控制所述的逆变电路内部通断。

四个所述的可控开关器件分别采用mos管实现或者分别采用igbt管实现，当四个所述的可控开关器件分别采用mos管实现时，mos管的栅极作为该可控开关器件的控制端，mos管的源极和漏极作为该可控开关器件的第一连接端和第二连接端，当四个所述的可控开关器件分别采用igbt管实现时，igbt管的栅极作为该可控开关器件的控制端，igbt管的源极和漏极作为该可控开关器件的第一连接端和第二连接端。

与现有技术相比，本发明的高压发生器优点在于该高压发生器通过设定标准母线电压极限值、母线电压比较值dc_low和输出电压比较值kv_output_comp，在设定输出电压后根据设定的输出电压适应性选择标准母线电压极限值，且在高压发生器工作过程中，通过设置的采样电路对母线电压进行实时采样并反馈给主控制模块，主控制模块根据采样数据对实现对母线电压的控制，且通过对母线电压的监测实现充电电路和放电电路的实时监测，由此在保证储能电路安全使用的基础上，可以采用耐压较低的储能电路，减少储能电路中储能电容的使用数量，从而减小高压发生器的体积，降低高压发生器的成本，同时通过对母线电压的监测实现内部放电电路和充电电路工作状态是否正常的监测，安全性和可靠性较高，并且在设定的输出电压较低时，由于适应性选择标准母线电压极限值，也能够避免输出电压浮高问题。

附图说明

图1为现有的高压发生器的电路原理图；

图2为本发明的高压发生器的电路原理图；

图3为本发明的高压发生器的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明公开了一种高压发生器母线电压控制方法，以下结合附图实施例对本发明的高压发生器母线电压控制方法作进一步详细描述。

实施例：一种高压发生器母线电压控制方法，包括以下步骤：

(1)在高压发生器的主控制模块中设定控制参数，控制参数包括第一母线电压极限值dc_high1、第二母线电压极限值dc_high2、标准母线电压极限值dc_high、母线电压比较值dc_low和输出电压比较值kv_output_comp，将高压发生器的输入升压电路的升压比记为1：n，第一母线电压极限值dc_high1的取值范围为311n～342n伏特，母线电压比较值dc_low的取值范围为((dc_high-10)～(dc_high-5)伏特。第二母线电压极限值dc_high2的取值小于第一母线电压极限值dc_high1，输出电压比较值kv_output_comp的取值位于高压发生器的额定输出电压范围内，且第二母线电压极限值dc_high2的取值和输出电压比较值kv_output_comp的取值同时满足以下条件：当高压发生器的主控制模块设定输出电压为额定输出电压最小值、输出电流为额定输出电流最小值、输出时间为额定输出时间最短时间时，高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内，且当高压发生器的主控制模块设定输出电压等于输出电压比较值kv_output_comp、输出电流为额定输出电流最大值、输出时间为额定输出时间最长时间，高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内；

(2)高压发生器具有两种工作模式：充电模式和放电模式；当高压发生器的输入升压电路接入电网电压时，操作人员在主控制模块中设定输出电压且开启主控制模块，主控制模块根据设定的输出电压进行标准母线电压极限值自动设定：如果设定的输出电压大于输出电压比较值kv_output_comp，则令dc_high＝dc_high1，此时母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high1-10)～(dc_high1-5)伏特，如果设定的输出电压小于等于输出电压比较值kv_output_comp，则令dc_high＝dc_high2，母线电压比较值dc_low取值范围为((dc_high2-10)～(dc_high2-5)伏特，标准母线电压极限值设定完成后，高压发生器进入充电模式；

(3)当高压发生器处于充电模式时，主控制模块控制充电电路导通，充电电路进入充电阶段，此时放电电路处于关闭状态，在充电电路的充电阶段，充电电路为储能电路充电，反馈电路采集输出升压电路的输出电压的实时值反馈给主控制模块，主控制模块根据输出升压电路的输出电压的实时值控制逆变电路内部通断，并且，主控制模块从零开始进行计时以及获取储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与标准母线电压极限值进行实时比较，而且在计时达到rh×c总时，进一步将当前母线电压dc的实时值与0.63*311n伏特进行比较：如果母线电压dc的实时值小于等于标准母线电压极限值，高压发生器保持充电模式，如果母线电压dc的实时值大于标准母线电压极限值，主控制模块控制充电电路断开，充电电路的充电阶段结束，此时高压发生器由充电模式切换至放电模式，在高压发生器保持充电模式过程中，如果主控制模块计时达到rh×c总，其中rh表示充电电路的总电阻，c总表示储能电路的总电容值，且当前母线电压dc的实时值小于0.63*311n伏特，则表示充电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，输出升压电路无输出电压输出，高压发生器停止工作，否则高压发生器继续保持充电模式；当高压发生器处于放电模式时，主控制模块控制放电电路开启，放电电路进入放电阶段，在放电电路的放电阶段，放电电路对储能电路进行放电，主控制模块获取储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与母线电压比较值dc_low进行比较，以及将当前母线电压的实时值与前一母线电压的实时值进行比较：如果母线电压dc的实时值大于等于母线电压比较值dc_low，高压发生器保持放电模式，如果母线电压dc的实时值小于等于母线电压比较值dc_low，此时主控制模块关闭放电电路，控制充电电路导通，高压发生器由放电模式切换至充电模式，在高压发生器保持放电模式过程中，如果当前母线电压的实时值相对于前一母线电压的实时值没有降低，则表明放电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，高压发生器停止工作，否则高压发生器继续保持放电模式。

本发明还公开了一种能够实现上述高压发生器母线电压控制方法的高压发生器，以下结合附图实施例对本发明的高压发生器作进一步详细描述。

实施例：如图2所示，一种高压发生器，包括主控制模块、输入升压电路、充电电路、储能电路、逆变电路、采样电路、放电电路、输出升压电路和反馈电路，主控制模块分别与充电电路、逆变电路、采样电路、放电电路和反馈电路连接，充电电路和储能电路连接，采样电路和放电电路分别与储能电路连接，储能电路和逆变电路连接，逆变电路和输出升压电路连接，输出升压电路和反馈电路连接；充电电路用于对储能电路进行充电，放电电路用于对储能电路进行放电，反馈电路用于采集输出升压电路的输出电压的实时值并反馈给主控制模块，采样电路用于采集储能电路输出的母线电压dc的实时值并反馈给主控制模块，逆变电路用于将储能电路输出的母线电压逆变转换为交变电压，输出升压电路用于将逆变电路输出的交变电压升压处理后得到所需输出高压输出，主控制模块用于控制充电电路、放电电路和逆变电路的工作；主控制模块中设定有控制参数，控制参数包括第一母线电压极限值dc_high1、第二母线电压极限值dc_high2、标准母线电压极限值dc_high、母线电压比较值dc_low和输出电压比较值kv_output_comp，将高压发生器的输入升压电路的升压比记为1：n，第一母线电压极限值dc_high1的取值范围为311n～342n伏特，母线电压比较值dc_low的取值范围为((dc_high-10)～(dc_high-5)伏特。第二母线电压极限值dc_high2的取值小于第一母线电压极限值dc_high1，输出电压比较值kv_output_comp的取值位于高压发生器的额定输出电压范围内，且第二母线电压极限值dc_high2的取值和输出电压比较值kv_output_comp的取值同时满足以下条件：当高压发生器的主控制模块设定输出电压为额定输出电压最小值、输出电流为额定输出电流最小值、输出时间为额定输出时间最短时间时，高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内，且当高压发生器的主控制模块设定输出电压等于输出电压比较值kv_output_comp、输出电流为额定输出电流最大值、输出时间为额定输出时间最长时间，高压发生器的实际输出电压与设定的输出电压之间的偏差在5％以内；高压发生器具有两种工作模式：充电模式和放电模式；当高压发生器的输入升压电路接入电网电压时，操作人员在主控制模块中设定输出电压且开启主控制模块，主控制模块根据设定的输出电压进行标准母线电压极限值自动设定：如果设定的输出电压大于输出电压比较值kv_output_comp，则令dc_high＝dc_high1，此时母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high1-10)～(dc_high1-5)伏特，如果设定的输出电压小于等于输出电压比较值kv_output_comp，则将令dc_high＝dc_high2，此时母线电压比较值dc_low取值范围为(dc_high2-10)～(dc_high2-5)伏特，标准母线电压极限值设定完成后，高压发生器进入充电模式；当高压发生器处于充电模式时，主控制模块控制充电电路导通，充电电路进入充电阶段，此时放电电路处于关闭状态，在充电电路的充电阶段，充电电路为储能电路充电，反馈电路采集输出升压电路的输出电压的实时值反馈给主控制模块，主控制模块根据输出升压电路的输出电压的实时值控制逆变电路内部通断，并且，主控制模块从零开始进行计时以及通过采样电路来获取储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与标准母线电压极限值进行实时比较，而且在计时达到rh×c总时，进一步将当前母线电压dc的实时值与0.63*311n伏特进行比较：如果母线电压dc的实时值小于等于标准母线电压极限值，高压发生器保持充电模式，如果母线电压dc的实时值大于标准母线电压极限值，主控制模块控制充电电路断开，充电电路的充电阶段结束，此时高压发生器由充电模式切换至放电模式，在高压发生器保持充电模式过程中，如果主控制模块计时达到rh×c总，其中rh表示充电电路的总电阻，c总表示储能电路的总电容值，且当前母线电压dc的实时值小于0.63*311n伏特，则表示充电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，输出升压电路无输出电压输出，高压发生器停止工作，否则高压发生器继续保持充电模式；当高压发生器处于放电模式时，主控制模块控制放电电路开启，放电电路进入放电阶段，在放电电路的放电阶段，放电电路对储能电路进行放电，主控制模块通过采样电路来获取储能电路输出的母线电压dc的实时值，并将母线电压dc的实时值与母线电压比较值dc_low进行比较，以及将当前母线电压的实时值与前一母线电压的实时值进行比较：如果母线电压dc的实时值大于等于母线电压比较值dc_low，高压发生器保持放电模式，如果母线电压dc的实时值小于等于母线电压比较值dc_low，此时主控制模块关闭放电电路，控制充电电路导通，高压发生器由放电模式切换至充电模式，在高压发生器保持放电模式过程中，如果当前母线电压的实时值相对于前一母线电压的实时值没有降低，则表明放电电路损坏，此时主控制模块控制充电电路断开，充电电路关闭，并控制逆变电路停止工作，高压发生器停止工作，否则高压发生器继续保持放电模式。

如图3所示，本实施例中，储能电路包括第一储能电容组v1和第二储能电容组v2，第一储能电容组v1和第二储能电容组v2分别具有正极和负极，第一储能电容组v1的负极和第二储能电容组v2的正极连接，第一储能电容组v1的正极和第二储能电容组v2的负极之间生成母线电压dc，输入升压电路包括第一变压器t1，第一变压器t1具有初级线圈和次级线圈，充电电路包括电子开关、第一电阻r1、第一二极管d1和第二二极管d2，第一二极管d1和第二二极管d2均为整流二极管，采样电路包括第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，逆变电路包括四个可控开关器件，每个可控开关器件分别具有控制端、第一连接端和第二连接端，可控开关器件通过其控制端接入的信号控制其第一连接端和第二连接端连通或者断开，将四个可控开关器件分别称为第一可控开关器件m1、第二可控开关器件m2、第三可控开关器件m3和第四可控开关器件m4，输出升压电路包括第一电感l1、第一电容c1和第二变压器t2，第二变压器t2具有初级线圈和次级线圈，第一变压器t1的初级线圈的两端用于市电电压，电子开关具有第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端和控制端，电子开关的第一输入端和第一变压器t1的次级线圈的一端连接，电子开关的第二输入端和第一变压器t1的次级线圈的另一端连接，电子开关的第一输出端和第一电阻r1的一端连接，电子开关的第二输出端与第一储能电容组v1和第二储能电容组v2的连接端连接，第一电阻r1的另一端分别与第一二极管d1的正极和第二二极管d2的负极连接，第一二极管d1的负极与第一储能电容组v1的正极连接，第二二极管d2的正极和第二储能电容组v2的负极连接，第二电阻r2的一端和第一储能电容组v1的正极连接，第二电阻r2的另一端和第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端和第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端和第二储能电容组v2的负极连接，第三电阻r3和第四电阻r4的连接端与主控制模块连接，放电电路具有正极、负极和控制端，放电电路的控制端和主控制模块连接，放电电路的正极和第一储能电容组v1的正极连接，放电电路的负极和第二储能电容组v2的负极连接，第一可控开关器件m1的控制端、第二可控开关器件m2的控制端、第三可控开关器件m3的控制端和第四可控开关器件m4的控制端分别与主控制模块连接，第一可控开关器件m1的第二连接端和第二可控开关器件m2的第二连接端均与第一储能电容组v1的正极连接，第三可控开关器件m3的第一连接端和第四可控开关器件m4的第一连接端均与第二储能电容组v2的负极连接，第一可控开关器件m1的第一连接端、第三可控开关器件m3的第二连接端和第一电感l1的一端连接，第一电感l1的另一端和第一电容c1的一端连接，第一电容c1的另一端和第二变压器t2的初级线圈的一端连接，第二可控开关器件m2的第一连接端、第三可控开关器件m3的第二连接端和第二变压器t2的初级线圈的另一端连接，第二变压器t2的次级线圈的两端之间输出输出电压，反馈电路采集第二变压器t2的次级线圈的两端之间输出的输出电压反馈给主控制模块，将第一可控开关器件m1和第二可控开关器件m2作为第一组可控开关器件，将第二可控开关器件m2和第三可控开关器件m3作为第二组可控开关器件，主控制模块通过控制第一组可控开关器件和第二组可控开关器件交替导通来控制逆变电路内部通断。

本实施例中，四个可控开关器件分别采用mos管实现或者分别采用igbt管实现，当四个可控开关器件分别采用mos管实现时，mos管的栅极作为该可控开关器件的控制端，mos管的源极和漏极作为该可控开关器件的第一连接端和第二连接端，当四个可控开关器件分别采用igbt管实现时，igbt管的栅极作为该可控开关器件的控制端，igbt管的源极和漏极作为该可控开关器件的第一连接端和第二连接端。