專利名稱：高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，尤其涉及一種脈沖中子測(cè)井儀用高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
在脈沖中子測(cè)井儀器中，中子發(fā)生器是其不可缺少的組成部份，而中子管又是中子發(fā)生器的核心部件，中子管的陽(yáng)極需要加有幅度在180(T2400V的不同模式的正電壓，例如在多功能水流測(cè)井儀中，當(dāng)工作于中子壽命測(cè)量(NLL)方式時(shí)，陽(yáng)極電壓是寬度從IOOus到600us可選的脈沖電壓，且要求脈沖電壓后沿甚短，當(dāng)工作于水流測(cè)井(WFL)方式時(shí)，要求陽(yáng)極電壓是間歇式直流電壓，這是兩種完全不同的電壓源。所以現(xiàn)有的中子管陽(yáng)極電壓 源需要兩個(gè)不同的電壓源電路，其存在變壓器尺寸大，電路硬件多的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫、體積小、硬件簡(jiǎn)單、可靠性高的高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種脈沖高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，至少包括脈沖產(chǎn)生控制電路、第一級(jí)倍壓電路、兩級(jí)保持電路、第二級(jí)倍壓電路，脈沖產(chǎn)生控制電路通過兩級(jí)保持電路與第二級(jí)倍壓電路的控制端電連接，第一級(jí)倍壓電路輸入端與低壓電源電連接，第一級(jí)倍壓電路的輸出端與第二級(jí)倍壓電路輸入端電連接，經(jīng)第二級(jí)倍壓電路將第一級(jí)倍壓電路的倍壓輸出電壓進(jìn)行再倍壓，由第二級(jí)倍壓電路輸出脈沖高壓。所述的兩級(jí)保持電路具有相同的電路形式，保持電路包括兩個(gè)MOS管和一個(gè)電容，Mos管為N溝道m(xù)os管,第一個(gè)mos管漏極D與控制電路輸出的INl信號(hào)端電連接,第二個(gè)mos管源極S與控制電路輸出的IN2信號(hào)端電連接，第一個(gè)mos管柵極G與第二個(gè)mos管源極S電連接,第二個(gè)mos管柵極G與第一個(gè)mos管源極S電連接,第二個(gè)mos管漏極D與第一個(gè)mos管源極S之間連接并接電容C，第一個(gè)mos漏極D輸出作為與第二級(jí)倍壓電路4的一組控制端電連接。所述的第二級(jí)倍壓電路包括6個(gè)MOS管G1、G2、G3、G4、G5、G6、兩個(gè)二級(jí)管D1、D2、兩個(gè)電容C1、C2和兩個(gè)電阻R1、R2，6個(gè)MOS管的G1、G2為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，6個(gè)MOS管的G3、G4為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，6個(gè)MOS管的G5、G6為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，二級(jí)管Dl正極與MOS管Gl的漏極D和第一級(jí)倍壓電路2的700v輸出電壓正端電連接，MOS管G2的源極S和第一級(jí)倍壓電路2的700v輸出電壓負(fù)端電連接，二級(jí)管Dl負(fù)極與二級(jí)管D2串聯(lián)，二級(jí)管Dl負(fù)極與二級(jí)管D2連接點(diǎn)與MOS管的G3漏極D和電容Cl電連接，電容Cl另一端與MOS管的G4源極S、電阻Rl —端電連接，電阻Rl的另一端與MOS管的G1、G2的電連接點(diǎn)電連接；二級(jí)管D2負(fù)端與電容C2 —端、MOS管的G5的漏極D電連接，電容C2另一端與MOS管的G6的源極S、電阻R2 —端電連接，電阻R2另一端與電連接MOS管G3和G4的電連接點(diǎn)電連接，MOS管的G5和G6電連接點(diǎn)輸出高壓21OOv。
所述的電容Cl、C2為高壓電容，電容值為103uf。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過高壓脈沖實(shí)現(xiàn)寬范圍變動(dòng)，輸出高壓脈沖信號(hào)的占空比可以從109Γ90%連續(xù)變化。第一級(jí)升壓電路通過將輸入的24V經(jīng)過變壓器及二極管倍壓將電壓升為700V左右，供給后面的第二極倍壓電路。將MOS管分為上組下組，保持電路驅(qū)動(dòng)下管導(dǎo)通時(shí)，電路處于充電階段，外面無(wú)輸出，當(dāng)保持電路驅(qū)動(dòng)上管導(dǎo)通時(shí)，電壓將會(huì)以疊加的方式輸出。可以將每組管子的耐壓值降低，平均分配耐壓，采用多級(jí)倍壓的方式，具體倍壓幾倍可以由選擇幾組管子組合產(chǎn)生。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖I是本發(fā)明實(shí)施例原理框圖；
圖2是第二級(jí)倍壓電路 圖3是兩級(jí)保持電路。圖中1、脈沖產(chǎn)生控制電路；2、第一級(jí)倍壓電路；3、保持電路；4、第二級(jí)倍壓電路。具體工作方式
參見圖1，一種脈沖高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，至少包括脈沖產(chǎn)生控制電路I、第一級(jí)倍壓電路2、兩級(jí)保持電路3、第二級(jí)倍壓電路4，脈沖產(chǎn)生控制電路I通過兩級(jí)保持電路3與第二級(jí)倍壓電路4的控制端電連接，第一級(jí)倍壓電路2輸入端與低壓電源電連接，第一級(jí)倍壓電路2的輸出端與第二級(jí)倍壓電路4輸入端電連接，經(jīng)第二級(jí)倍壓電路4將第一級(jí)倍壓電路2的倍壓輸出電壓進(jìn)行再倍壓，由第二級(jí)倍壓電路4輸出脈沖高壓。如圖2所示，第二級(jí)倍壓電路4包括6個(gè)MOS管(G1、G2、G3、G4、G5、G6)、兩個(gè)二級(jí)管(D1、D2)、兩個(gè)電容(C1、C2)和兩個(gè)電阻(R1、R2)，6個(gè)MOS管的G1、G2為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，6個(gè)MOS管的G3、G4為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，6個(gè)MOS管的G5、G6為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，二級(jí)管Dl正極與MOS管Gl的漏極D和第一級(jí)倍壓電路2的700v輸出電壓正端電連接，MOS管G2的源極S和第一級(jí)倍壓電路2的700v輸出電壓負(fù)端電連接，二級(jí)管Dl負(fù)極與二級(jí)管D2串聯(lián)，二級(jí)管Dl負(fù)極與二級(jí)管D2連接點(diǎn)與MOS管的G3漏極D和電容Cl電連接，電容Cl另一端與MOS管的G4源極S、電阻Rl —端電連接，電阻Rl的另一端與MOS管的Gl、G2的電連接點(diǎn)電連接；二級(jí)管D2負(fù)端與電容C2 —端、MOS管的G5的漏極D電連接，電容C2另一端與MOS管的G6的源極S、電阻R2 —端電連接，電阻R2另一端與電連接MOS管G3和G4的電連接點(diǎn)電連接，MOS管的G5和G6電連接點(diǎn)輸出高壓21OOv。所述的電容Cl、C2為高壓電容，電容值為103uf。如圖3所示，兩級(jí)保持電路3具有相同的電路形式，保持電路包括兩個(gè)MOS管和一個(gè)電容,Mos管為N溝道m(xù)os管,第一個(gè)mos管漏極D與控制電路輸出的INl信號(hào)端電連接，第二個(gè)mos管源極S與控制電路輸出的IN2信號(hào)端電連接，第一個(gè)mos管柵極G與第二個(gè)mos管源極S電連接,第二個(gè)mos管柵極G與第一個(gè)mos管源極S電連接,第二個(gè)mos管漏極D與第一個(gè)mos管源極S之間連接并接電容C，第一個(gè)mos漏極D輸出作為與第二級(jí)倍壓電路4的一組控制端電連接。本發(fā)明的工作原理是脈沖產(chǎn)生控制電路將4個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大通過變壓器提供給兩組保持電路3，兩組保持電路3產(chǎn)生第二級(jí)倍壓電路4的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，一路同時(shí)控制MOS管G1、G3、G5的柵極，另一路控制信號(hào)控制MOS管G2、G4、G6的柵極。由第二級(jí)倍壓電路4輸出高壓脈沖。兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別控制上下兩組MOS管的時(shí)序性導(dǎo)通，可以進(jìn)行倍壓，其中每一組由幾個(gè)MOS管組成決定了具體倍壓等級(jí)(如每一組中有3個(gè)管子則為 3倍壓)，這樣輸出的高壓脈沖就為頻率，占空比隨信號(hào)變化的高壓脈沖，而且高壓脈沖的幅度也可控。
權(quán)利要求
1.一種脈沖高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，其特征是至少包括脈沖產(chǎn)生控制電路(I)、第一級(jí)倍壓電路(2)、兩級(jí)保持電路(3)、第二級(jí)倍壓電路(4)，脈沖產(chǎn)生控制電路(I)通過兩級(jí)保持電路(3)與第二級(jí)倍壓電路(4)的控制端電連接，第一級(jí)倍壓電路(2)輸入端與低壓電源電連接，第一級(jí)倍壓電路(2)的輸出端與第二級(jí)倍壓電路(4)輸入端電連接，經(jīng)第二級(jí)倍壓電路(4)將第一級(jí)倍壓電路(2)的倍壓輸出電壓進(jìn)行再倍壓，由第二級(jí)倍壓電路(4)輸出脈沖高壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種脈沖高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的兩級(jí)保持電路具有相同的電路形式，保持電路包括兩個(gè)MOS管和一個(gè)電容，Mos管為N溝道m(xù)os管，第一個(gè)mos管漏極D與控制電路輸出的INl信號(hào)端電連接,第二個(gè)mos管源極S與控制電路輸出的IN2信號(hào)端電連接,第一個(gè)mos管柵極G與第二個(gè)mos管源極S電連接,第二個(gè)mos管柵極G與第一個(gè)mos管源極S電連接,第二個(gè)mos管漏極D與第一個(gè)mos管源極S之間連接并接電容C，第一個(gè)mos漏極D輸出作為與第二級(jí)倍壓電路(4)的一組控制端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種脈沖高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的第二級(jí)倍壓電路(4)包括6個(gè)MOS管G1、G2、G3、G4、G5、G6、兩個(gè)二級(jí)管D1、D2、兩個(gè)電容C1、C2和兩個(gè)電阻R1、R2，6個(gè)MOS管的G1、G2為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，6個(gè)MOS管的G3、G4為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，6個(gè)MOS管的G5、G6為一組，源極S和漏極D串聯(lián)，二級(jí)管Dl正極與MOS管Gl的漏極D和第一級(jí)倍壓電路(2)的700v輸出電壓正端電連接，MOS管G2的源極S和第一級(jí)倍壓電路(2)的700v輸出電壓負(fù)端電連接，二級(jí)管Dl負(fù)極與二級(jí)管D2串聯(lián)，二級(jí)管Dl負(fù)極與二級(jí)管D2連接點(diǎn)與MOS管的G3漏極D和電容Cl電連接，電容Cl另一端與MOS管的G4源極S、電阻Rl —端電連接，電阻Rl的另一端與MOS管的Gl、G2的電連接點(diǎn)電連接；二級(jí)管D2負(fù)端與電容C2 —端、MOS管的G5的漏極D電連接，電容C2另一端與MOS管的G6的源極S、電阻R2 —端電連接，電阻R2另一端與電連接MOS管G3和G4的電連接點(diǎn)電連接，MOS管的G5和G6電連接點(diǎn)輸出高壓21OOv。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種脈沖高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的電容C1、C2為高壓電容，電容值為103uf。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，尤其涉及一種脈沖中子測(cè)井儀用高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法，其特征是至少包括脈沖產(chǎn)生控制電路(1)、第一級(jí)倍壓電路(2)、兩級(jí)保持電路(3)、第二級(jí)倍壓電路(4)，脈沖產(chǎn)生控制電路(1)通過兩級(jí)保持電路(3)與第二級(jí)倍壓電路(4)的控制端電連接，第一級(jí)倍壓電路(2)輸入端與低壓電源電連接，第一級(jí)倍壓電路(2)的輸出端與第二級(jí)倍壓電路(4)輸入端電連接，經(jīng)第二級(jí)倍壓電路(4)將第一級(jí)倍壓電路(2)的倍壓輸出電壓進(jìn)行再倍壓，由第二級(jí)倍壓電路(4)輸出脈沖高壓。它提供了一種耐高溫、體積小、硬件簡(jiǎn)單、可靠性高的高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)方法。
文檔編號(hào)H02M9/02GK102969933SQ20121047483
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者張世強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安福安創(chuàng)意咨詢有限責(zé)任公司