基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路

本技术涉及一种电子围栏高压脉冲主机，具体涉及一种基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路。

背景技术：

1、电子围栏已经成为目前应用最广泛的周界安防产品，电子围栏系统是一种起主动防护作用的高安全等级系统，其高压脉冲主机可以向电子围栏的金属导线提供间断的高压脉冲，以此达到警示安防的目的。近年来，电子围栏的应用领域越来越广泛，例如在山村农田安装电子围栏以防止野生动物侵害农作物、在草原牧场安装电子围栏以对草原进行轮牧等。

2、通过观察比较发现，市面上现有的电子围栏脉冲主机普遍存在由于高变比变压器而导致的尺寸、重量过大的问题，在搬运、安装等施工过程中带来一定的不便性，且部分脉冲主机存在输出的高压脉冲不够稳定，脉冲电路拓扑结构复杂等问题，防护能力有限。

技术实现思路

1、为解决现有技术中电子围栏高压脉冲主机中出现的脉冲电路结构复杂，输出高压脉冲不够稳定，且脉冲主机尺寸、重量过大对施工造成不便的问题。本实用新型提供一种基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，电路拓扑结构较为简单，易于实现，电路输出稳定，依据本实用新型电路制作的电子围栏高压脉冲主机所需升压变压器体积小、重量轻，易于施工。

2、本实用新型采取的技术方案为：

3、基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，包括：

4、升压变压器ti1，电感l1、l2，电阻rs1，场效应管s1、s2、s3，二极管d广d7，电容c广c5，电容cs1；其中：

5、输入电源vin的正极分别连接电感l1一端、电感l2一端；

6、电感l1另一端分别连接场效应管s1的漏极、二极管d1的阳极、电容c2一端、电容c4一端；

7、电感l2另一端分别连接场效应管s2的漏极、电容c1另一端、电容c3另一端；

8、输入电源vin的负极、场效应管s1的源极、场效应管s2的源极均接地；

9、二极管d1的阴极分别连接二极管d2的阳极、电容c1一端；

10、电容c2另一端分别连接二极管d2的阴极、二极管d3的阳极；

11、二极管d3的阴极分别连接电容c3一端、二极管d4的阳极；

12、二极管d4的阴极分别连接电容c4另一端、二极管d5的阳极；

13、二极管d5的阴极分别连接电容c5一端、二极管d6的阳极；电容c5另一端接地；

14、二极管d6的阴极分别连接电容cs1一端、电阻rs1一端、升压变压器ti1的初级线圈n1的一端；

15、电容cs1另一端、电阻rs1另一端均连接二极管ds1的阴极；

16、二极管ds1的阳极分别连接场效应管s3的漏极、升压变压器ti1的初级线圈n1的另一端；场效应管s3的源极接地；

17、升压变压器ti1的次级线圈n2的两端分别连接负载电阻r的两端。

18、所述场效应管s1的栅极、场效应管s2的栅极接入相位差为180°的控制信号，调整控制信号的占空比来控制场效应管s1、s2的开通/关断状态。使电路中一级开关电容型升压电路部分工作于三种模态，配合二级反激升压电路部分将输入电压升高至所需求的电压等级；通过调整场效应管s3的控制信号占空比，控制其开通/关断，使变压器次级线圈输出满足需求的脉冲电压。

19、所述场效应管s3的栅极接有脉冲信号，以控制场效应管的通断。

20、本实用新型一种基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，技术效果如下：

21、(1)：该基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，利用一级开关电容型升压电路配合二级反激升压电路，能够在负载侧输出稳定的高压脉冲，整体电路拓扑结构较为简单，易于实现，且每个脉冲的电能在国标规定范围内，安全可靠。

22、(2)：该基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，经过一级开关电容型升压电路升高输入电压，通过调节两个场效应管控制信号的占空比，可有效减少二级反激升压电路中的升压变压器绕组的层数和匝数，减小实际电路中变压器的尺寸及重量，进而减小电子围栏高压脉冲主机的设计尺寸及整体重量，提高脉冲主机在搬运、安装等施工过程中的便携性。

技术特征：

1.基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，其特征在于：所述场效应管s1的栅极、场效应管s2的栅极接入相位差为180°的控制信号，调整控制信号的占空比来控制场效应管s1、s2的开通/关断状态。

3.根据权利要求1所述基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，其特征在于：所述场效应管s3的栅极接有脉冲信号，以控制场效应管的通断。

4.根据权利要求1所述基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，其特征在于：所述二极管ds1、电容cs1、电阻rs1和升压变压器ti1的初级线圈n1，构成电能释放回路。

5.根据权利要求1所述基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，其特征在于：所述二极管d6、二极管ds1、电容cs1、电阻rs1、场效应管s3、升压变压器ti1、负载电阻r，构成二级反激升压电路。

技术总结
基于开关电容结构的两级式电子围栏高压脉冲主机电路，包括升压变压器TI1，电感L1、L2，电阻Rs1，场效应管S1、S2、S3，二极管D1~D7，电容C1~C5，电容Cs1。该电路包含一级开关电容型升压电路和二级反激升压电路两部分，通过控制场效应管的通断来实现一级开关电容型升压电路三种不同工作模态的切换及电路中储能元件充放电状态的切换，将输入电压抬升一定的倍数，配合二级反激升压电路输出所需的脉冲高电压。本发明电路拓扑结构较为简单，易于实现，电路输出稳定，依据本发明电路制作的电子围栏高压脉冲主机所需升压变压器体积小、重量轻，易于施工。

技术研发人员：陈曦,夏正宇,郭宇航,高鹏
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：20221119
技术公布日：2024/1/12