專利名稱：一種匹配電路和使用該匹配電路的大功率脈沖電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及匹配電路，具體是ー種匹配電路和使用該匹配電路的大功率脈沖電源。
背景技術(shù)：
中國專利文獻CN101667780A提出的ー種應用于電鍍過程的高頻脈沖電源，參見圖I所示，包括直流母線電壓整流器、Buck幅值調(diào)節(jié)器、兩相橋式逆變器、高頻變壓器、高頻整流器和電子開關(guān)，其中，所述直流母線電壓整流器輸出的直流母線電壓經(jīng)所述Buck幅值調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)幅值后輸送到所述兩相橋式逆變器，再經(jīng)所述兩相橋式逆變器調(diào)節(jié)占空比后輸送到所述高頻變壓器，然后送到所述高頻整流器，最后由所述高頻整流器送到電子開關(guān)，輸 出幅值和占空比可調(diào)的高頻脈沖電源信號。上述專利文獻中的技術(shù)方案提供了ー種能夠?qū)﹄妷悍岛驼伎毡榷伎梢赃M行調(diào)節(jié)的高頻脈沖電源。實際上，在電子開關(guān)開通吋，其通過的電流快速變大，產(chǎn)生很大的電流瞬變，使得電子開關(guān)消耗功率變大；電子開關(guān)導通和能量傳輸都需要時間，并且，電子開關(guān)導通所需要的能量比電子開關(guān)處于穩(wěn)定狀態(tài)時多，這使得脈沖電源的上升沿變緩；電子開關(guān)的瞬間導通產(chǎn)生感抗、阻抗和負載的功率大使得電網(wǎng)電源電壓下降，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在電子開關(guān)關(guān)斷時，所述電子開關(guān)兩端的電壓快速升高，產(chǎn)生很大的電壓瞬變，對電網(wǎng)電壓進行反饋，而且，沒有負載，使得電網(wǎng)電壓升高，為電子開關(guān)處于穩(wěn)定狀態(tài)時電壓值的兩倍以上，很大的電壓瞬變同時會產(chǎn)生嚴重的諧波干擾，電網(wǎng)電壓升高和嚴重的諧波干擾影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，也影響脈沖電源的正常工作。所以，上述專利文獻中存在脈沖電源上升沿緩和電磁干擾嚴重兩個技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的是大功率脈沖電源中脈沖電源上升緩的技術(shù)問題，提供一種匹配電路和使用該匹配電路的大功率脈沖電源。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下—種匹配電路,包括直流供電模塊，包括對外輸出直流電的輸出端；信號控制模塊，包括方波發(fā)生器，包括輸出預定頻率的方波脈沖信號的輸出端；比較單元，具有兩個輸入端和ー個輸出端，所述比較単元的一個所述輸入端與所述方波發(fā)生器的所述輸出端連接，所述比較単元的另ー個所述輸入端接第一基準電壓，所述比較単元的所述輸出端用于輸出控制信號；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為低電平；隔離變壓模塊，前端具有兩個輸入端，后端具有兩個輸出端；所述隔離變壓模塊的ー個所述輸入端接所述比較単元的所述輸出端，所述隔離變壓模塊的另ー個所述輸入端接地；所述隔離變壓模塊用于匹配所述比較單元輸出的所述控制信號的電壓值與開關(guān)模塊輸入的控制信號的電壓值，控制所述開關(guān)模塊工作在開或者關(guān)狀態(tài)；開關(guān)模塊，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端；所述開關(guān)模塊的所述輸入端與所述直流供電模塊的所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述控制端與所述隔離變壓模塊的ー個所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述輸出端與所述隔離變壓模塊的另ー個所述輸出端連接，并共同接保護電路模塊的輸入端；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為高電平時，所述開關(guān)模塊導通；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為低電平時，所述開關(guān)模塊截止；保護電路模塊，用于保護所述開關(guān)模塊不被擊穿或燒壞，所述保護電路模塊包括一個輸入端和ー個輸出端，所述保護電路的所述輸出端對外輸出脈沖電源。所述的匹配電路中，所述第一基準電壓的電壓值為所述方波脈沖信號高電平的10% -90%。所述的匹配電路中，所述開關(guān)模塊包括場效應晶體管，所述場效應晶體管包括漏極、柵極和源扱；其中，所述漏極作為所述開關(guān)模塊的所述輸入端，所述柵極作為所述開關(guān)模塊的所述控制端，所述源極作為所述開關(guān)模塊的所述輸出端。所述的匹配電路中，所述比較単元包括第一運算放大器，所述第一運算放大器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端；所述第一運算放大器的所述反相輸入端接所述第一基準電壓，所述第一運算放大器的所述同相輸入端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述第一運算放大器的所述輸出端作為所述比較單元的所述輸出端；在所述方波發(fā)生器的所述輸出端與所述第一運算放大器的所述同相輸入端之間還連接有第一電阻、第二電阻、可變電阻、一個電容和第三ニ極管；所述電容的一端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述電容的另一端接所述第一電阻的一端，并共同與所述第三ニ極管的正極相連；所述第三ニ極管的負極與所述第二電阻的一端連接，并共同接所述第一運算放大器的所述同相輸入端；所述第二電阻的另一端接地；所述第一電阻的另一端與所述可變電阻的一端連接，所述可變電阻的另一端接地。所述的匹配電路中，所述隔離變壓模塊包括隔離變壓器，所述隔離變壓器前端具有兩個輸入端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸入端，所述隔離變壓器后端具有兩個輸出端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸出端；所述隔離變壓器的ー個所述輸出端通過第三電阻與所述場效應晶體管的所述柵極連接，所述隔離變壓器的另ー個所述輸出端接所述場效應晶體管的源扱；所述隔離變壓器連接所述第一運算放大器的所述輸入端與所述隔離變壓器連接所述第三電阻的所述輸出端是同名端。所述的匹配電路中，所述保護電路模塊包括用于儲能的電感、用于單向?qū)ǖ牡谝欢O管和用于續(xù)流的第二ニ極管，所述電感的一端與所述第二ニ極管的負極相連，作為所述保護電路模塊的輸入端；所述第二ニ極管的正極接地；所述電感的另一端接所述第一二極管的正扱；所述第一ニ極管的負極作為所述保護電路模塊的輸出端。ー種使用所述匹配電路的大功率脈沖電源，包括直流電源模塊，包括用于輸出直流電的輸出端；逆變模塊，包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述直流電源模塊的所述輸出端連接，所述逆變模塊的所述輸出端用于輸出高頻脈沖電源；高頻變壓模塊，用于對所述高頻脈沖電源進行變壓、整流和濾波處理，所述高頻變壓模塊包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述逆變模塊的所述輸出端連接，所述高頻變壓模塊的輸出端輸出直流電；脈沖開關(guān)模塊，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端，所述輸入端與所述高頻變壓模塊的輸出端連接，所述脈沖開關(guān)模塊的所述控制端與所述方波發(fā)生器的輸出端連接，所述脈沖開關(guān)模塊的所述輸出端與負載連接，輸出脈沖電源；當所述方波發(fā)生器輸出的方波脈沖信號為高電平時，所述脈沖開關(guān)模塊處于導通狀態(tài)，輸出所述直流電；當所述方波脈沖信號處于下降沿時，所述脈沖開關(guān)模塊由導通狀態(tài)轉(zhuǎn)向關(guān)斷狀態(tài)；當所述方波脈沖信號為低電平時，所述脈沖開關(guān)模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，沒有輸出；當所述方波脈沖信號處于上升沿時，所述脈沖開關(guān)模塊由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)；還包括匹配電路，所述匹配電路包括直流供電模塊，包括對外輸出直流電的輸出端；信號控制模塊，包括方波發(fā)生器，包括輸出預定頻率的方波脈沖信號的輸出端；比較單元，具有兩個輸入端和ー個輸出端，所述比較単元的一個所述輸入端與所述方波發(fā)生器的所述輸出端連接，所述比較單元的另ー個所述輸入端接第一基準電壓，所述比較単元的所述輸出端用于輸出控制信號；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為低電平；隔離變壓模塊，前端具有兩個輸入端，后端具有兩個輸出端；所述隔離變壓模塊的一個所述輸入端接所述比較単元的所述輸出端，所述隔離變壓模塊的另ー個所述輸入端接地；所述隔離變壓模塊用于匹配所述比較單元輸出的所述控制信號的電壓值與開關(guān)模塊輸入的控制信號的電壓值，控制所述開關(guān)模塊工作在開或者關(guān)狀態(tài)；開關(guān)模塊，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端；所述開關(guān)模塊的所述輸入端與所述直流供電模塊的所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述控制端與所述隔離變壓模塊的ー個所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述輸出端與所述隔離變壓模塊的另ー個所述輸出端連接，并共同接保護電路模塊的輸入端；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為高電平時，所述開關(guān)模塊導通；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為低電平時，所述開關(guān)模塊截止；保護電路模塊，用于保護所述開關(guān)模塊不被擊穿或燒壞，所述保護電路模塊包括一個輸入端和ー個輸出端，所述保護電路模塊的所述輸出端連接在所述脈沖開關(guān)模塊和所述負載之間，與所述脈沖開關(guān)模塊輸出的脈沖電源疊加后向所述負載供電。所述的大功率脈沖電源中，所述第一基準電壓的電壓值為所述方波脈沖信號高電平的 10% -90%。所述的大功率脈沖電源中，所述開關(guān)模塊包括場效應晶體管，所述場效應晶體管包括漏極、柵極和源扱；其中，所述漏極作為所述開關(guān)模塊的所述輸入端，所述柵極作為所述開關(guān)模塊的所述控制端，所述源極作為所述開關(guān)模塊的所述輸出端。所述的大功率脈沖電源中，所述比較単元包括第一運算放大器，所述第一運算放大器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端；所述第一運算放大器的所述反相輸入端接所述第一基準電壓，所述第一運算放大器的所述同相輸入端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述第一運算放大器的所述輸出端作為所述比較單元的所述輸出端；在所述方波發(fā)生器的所述輸出端與所述第一運算放大器的所述同相輸入端之間還連接有第一電阻、第二電阻、可變電阻、一個電容和第三ニ極管；所述電容的一端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述電容的另一端接所述第一電阻的一端，并共同與所述第三ニ極管的正極相連；所述第三ニ極管的負極與所述第二電阻的一端連接，并共同接所述第一運算放大器的所述同相輸入端；所述第二電阻的另一端接地；所述第一電阻的另一端與所述可變電阻的一端連接，、所述可變電阻的另一端接地。所述的大功率脈沖電源中，所述隔離變壓模塊包括隔離變壓器，所述隔離變壓器前端具有兩個輸入端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸入端，后端具有兩個輸出端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸出端；所述隔離變壓器的ー個所述輸出端通過第三電阻與所述場效應晶體管的所述柵極連接，所述隔離變壓器的另ー個所述輸出端接所述場效應晶體管的源扱；所述隔離變壓器連接所述第一運算放大器的所述輸入端與所述隔離變壓器連接所述第三電阻的所述輸出端是同名端。所述的大功率脈沖電源中，所述保護電路模塊包括用于儲能的電感、用于單向?qū)ǖ牡谝互藰O管和用于續(xù)流的第二ニ極管，所述電感的一端與所述第二ニ極管的負極相連，作為所述保護電路模塊的輸入端；所述第二ニ極管的正極接地；所述電感的另一端接所述第一ニ極管的正扱；所述第一ニ極管的負極作為所述保護電路模塊的輸出端。本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點本實用新型的匹配電路提供ー種脈沖電源，用干與低壓大功率脈沖電源或者高壓大功率脈沖電源疊加，使低壓大功率脈沖電源或者高壓大功率脈沖電源的上升沿變得陡直。本實用新型大功率脈沖電源將匹配電路的輸入端與所述直流電源模塊連接，對脈沖開關(guān)模塊關(guān)斷引起的電壓尖峰起到緩沖電路的作用，減少電磁干擾對電網(wǎng)的沖擊；所述匹配電路的輸出端連接在所述脈沖開關(guān)模塊的輸出端和負載之間，所述匹配電路輸出的脈沖電源與所述脈沖開關(guān)模塊輸出的脈沖電源疊加，向負載提供上升沿陡直的脈沖電源。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進ー步詳細的說明，其中圖I為中國專利文獻CN101667780A提出的ー種大功率脈沖電源實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型ー種匹配電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為圖2所示匹配電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為使用圖2所示匹配電路的大功率脈沖電源的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為高壓大功率脈沖電源的保護電路模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中附圖標記表示為1_直流供電模塊；11-蓄電池；12-第二基準電壓；13_恒流充電單元；14_第二運算放大器；2_信號控制模塊；21_方波發(fā)生器；22_比較單元；220_第一運算放大器；221-第一基準電壓；222-電容；223_第一電阻；224_第三ニ極管；225_可變電阻；226_第二電阻；3_開關(guān)模塊；31_場效應晶體管；32_第三電阻；4_保護電路模塊；41-電感；42_第一ニ極管；43_第二ニ極管；44_第四ニ極管；45_升壓變壓器；46_第五ニ極管；5_直流電源模塊；6_逆變模塊；7_高頻變壓模塊；8_脈沖開關(guān)模塊；9_負載；10_隔離變壓模塊；101-隔離變壓器。
具體實施方式
參見圖2和圖3所示，圖2是本實用新型一種匹配電路實施例的結(jié)構(gòu)框圖，包括直流供電模塊1，包括對外輸出直流電的輸出端；信號控制模塊2，包括方波發(fā)生器21，包括輸出預定頻率的方波脈沖信號的輸出端；比較單元22，具有兩個輸入端和ー個輸出端，所述比較単元22的一個所述輸入端與所述方波發(fā)生器21的所述輸出端連接，所述比較単元22的另ー個所述輸入端接電壓值為所述方波脈沖信號高電平10%的第一基準電壓221，所述比較単元22的輸出端用于輸出控制信號；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓221時，所述比較単元22輸出的所述控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓221時，所述比較単元22輸出的所述控制信號為低電平；隔離變壓模塊10，前端具有兩個輸入端，后端具有兩個輸出端；所述隔離變壓模塊10的一個所述輸入端接所述比較単元22的所述輸出端，所述隔離變壓模塊10的另ー個所述輸入端接地；所述隔離變壓模塊10用于匹配所述比較単元22輸出的所述控制信號的電壓值與開關(guān)模塊3輸入的控制信號的電壓值，控制所述開關(guān)模塊3工作在開或者關(guān)狀態(tài)；開關(guān)模塊3，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端；所述開關(guān)模塊3的所述輸入端與所述直流供電模塊I的所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊3的所述控制端與所述隔離變壓模塊10的ー個所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊3的所述輸出端與所述隔離變壓模塊10的另ー個所述輸出端連接，并共同接保護電路模塊4的輸入端；當所述開關(guān)模塊3的所述控制端輸入的 所述控制信號為高電平時，所述開關(guān)模塊3導通；當所述開關(guān)模塊3的所述控制端輸入的所述控制信號為低電平時，所述開關(guān)模塊3截止；保護電路模塊4，用于保護所述開關(guān)模塊3不被擊穿或燒壞，所述保護電路模塊4包括一個輸入端和ー個輸出端，所述保護電路模塊4的所述輸出端對外輸出脈沖電源。圖3是本實用新型一種匹配電路實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括蓄電池11，用于對外輸出直流電；信號控制模塊2，包括用于輸出方波脈沖信號的方波發(fā)生器21和用于輸出控制信號的第一運算放大器220,所述第一運算放大器220具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，所述反相輸入端接電壓為所述方波脈沖信號高電平10%的第一基準電壓221，所述同相輸入端接方波發(fā)生器21的輸出端，所述輸出端與隔離變壓器101的初級的一端連接；在所述方波發(fā)生器21的輸出端與所述第一運算放大器220的所述同相輸入端之間還連接有第一電阻223、第二電阻226、可變電阻225、一個電容222和第三ニ極管224 ;所述電容222的一端接所述方波發(fā)生器21的輸出端，所述電容222的另一端接所述第一電阻223的一端，并共同與所述第三ニ極管224的正極相連；所述第三ニ極管224的負極與所述第二電阻226的一端連接，并共同接所述第一運算放大器220的同相輸入端；所述第二電阻226的另一端接地；所述第一電阻223的另一端與所述可變電阻225的一端連接，所述可變電阻225的另一端接地；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓221時，所述第一運算放大器220輸出的控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓221時，所述第一運算放大器220輸出的控制信號為低電平；所述隔離變壓器101的初級一端接所述第一運算放大器220的輸出端，所述隔離變壓器101初級的另一端接地；所述隔離變壓器101的次級一端通過第三電阻32接場效應晶體管31的柵極，所述隔離變壓器101次級的另一端接所述場效應晶體管31的源極；所述隔離變壓器101連接所述第一運算放大器220的所述輸入端與所述隔離變壓器101連接所述第三電阻32的所述輸出端是同名端；場效應晶體管31，所述場效應晶體管31包括漏極、柵極和源極，其中，所述漏極構(gòu)成所述場效應晶體管31的輸入端，所述柵極構(gòu)成所述場效應晶體管31的控制端，所述源極構(gòu)成所述場效應晶體管31的輸出端；所述漏極與所述蓄電池11的輸出端連接，所述柵極通過所述第三電阻32與所述隔離變壓器101次級的一端連接，所述源極與所述隔離變壓器101次級的另一端連接，并共同接保護電路模塊4的輸入端；所述隔離變壓器101匹配所述第一運算放大器220輸出的所述控制信號的電壓值與所述場效應晶體管31輸入的控制信號的電壓值，控制所述場效應晶體管31工作在導通或者截止狀態(tài)；當所述柵極輸入的所述控制信號為高電平時，所述場效應晶體管31導通，當所述柵極輸入的所述控制信號為低電平時，所述場效應晶體管31截止；保護電路模塊4，包括用于儲能的電感41、用于單向?qū)ǖ牡谝互藰O管42和用于限流的第二ニ極管43，所述電感41的一端與所述第二ニ極管43的負極相連，作為所述保護電路模塊4的輸入端；所述第二ニ極管43的正極接地；所述電感41的另一端接所述第一ニ極管42的正極；所述第一ニ極管42的負極作為所述保護電路模塊4的輸出端。本實用新型的匹配電路提供ー種脈沖電源，用干與低壓大功率脈沖電源或者高壓大功率脈沖電源疊加，使低壓大功率脈沖電源或者高壓大功率脈沖電源的上升沿變得陡 直。參見圖4所示，為本實用新型一個實施例的ー種使用圖2中匹配電路的低壓大功率脈沖電源的結(jié)構(gòu)框圖，包括直流電源模塊5，包括用于輸出直流電的輸出端；逆變模塊
6,包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述直流電源模塊5輸出端連接,所述逆變模塊6的所述輸出端用于輸出高頻脈沖電源；高頻變壓模塊7,包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述逆變模塊6輸出端連接，所述高頻脈沖電源進行變壓、整流和濾波處理，所述高頻變壓模塊7的輸出端輸出直流電；脈沖開關(guān)模塊8，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端，所述輸入端與所述高頻變壓模塊7的輸出端連接，所述脈沖開關(guān)模塊8的所述控制端與所述方波發(fā)生器21的輸出端連接，所述脈沖開關(guān)模塊8的所述輸出端與負載9連接，輸出脈沖電源；當所述方波脈沖信號為高電平時，所述脈沖開關(guān)模塊8處于導通狀態(tài)，輸出所述直流電；當所述方波脈沖信號處于下降沿時，所述脈沖開關(guān)模塊8由導通狀態(tài)轉(zhuǎn)向關(guān)斷狀態(tài)；當所述方波脈沖信號為低電平時，所述脈沖開關(guān)模塊8處于關(guān)斷狀態(tài)，沒有輸出；當所述方波脈沖信號處于上升沿時，所述脈沖開關(guān)模塊8由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)；匹配電路，所述匹配電路包括直流供電模塊I，具有一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端接直流電源模塊5的輸出端，所述直流供電模塊I的所述輸出端接所述場效應晶體管31的漏極，用于向所述場效應晶體管31輸出直流電，所述直流供電模塊I包括恒流充電單元13、第二運算放大器14和蓄電池11，所述恒流充電單元13前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端，所述輸入端作為所述直流供電模塊I的輸入端，所述恒流充電單元13的所述輸出端與蓄電池11的輸入端連接；所述第二運算放大器14包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端，所述反相輸入端接電壓為所述方波脈沖信號高電平95%的第二基準電壓12，所述同相輸入端接方波發(fā)生器21，所述第二運算放大器14的輸出端連接所述恒流充電單元13的用于輸出控制信號的所述控制端；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第二基準電壓12時，所述第二運算放大器14輸出的控制信號為高電平，所述恒流充電單元13處于不工作狀態(tài)，不向所述蓄電池11充電；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第二基準電壓12時，所述第二運算放大器14輸出的控制信號為低電平，所述恒流充電單元13處于工作狀態(tài)，向所述蓄電池11充電；信號控制模塊2，包括用于輸出頻率可預先設(shè)定的方波脈沖信號的方波發(fā)生器21和用于輸出控制信號的第一運算放大器220，所述第一運算放大器220具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，所述反相輸入端接電壓為所述方波脈沖信號高電平10%的第一基準電壓221，所述第一運算放大器220的所述同相輸入端接方波發(fā)生器21，所述第一運算放大器220的所述輸出端與所述隔離變壓器101的初級的一端連接；在所述方波發(fā)生器21的輸出端與所述第一運算放大器220的所述同相輸入端還連接有第一電阻223、第二電阻226、可變電阻225、一個電容222和第三ニ極管224 ;所述電容222的一端接所述方波發(fā)生器21的輸出端，所述電容222的另一端接所 述第一電阻223的一端，并共同與所述第三ニ極管224的正極相連；所述第三ニ極管224的負極與所述第二電阻226的一端連接，并共同接所述第一運算放大器220的同相輸入端；所述第二電阻226的另一端接地；所述第一電阻223的另一端與所述可變電阻225的一端連接，所述可變電阻225的另一端接地；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓221時，所述第一運算放大器220輸出的控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓221時，所述第一運算放大器220輸出的控制信號為低電平；所述隔離變壓器101的初級一端接所述第一運算放大器220的輸出端，所述隔離變壓器101初級的另一端接地；所述隔離變壓器101的次級一端通過所述第三電阻32接場效應晶體管31的柵極，所述隔離變壓器101次級的另一端接所述場效應晶體管31的源極；所述隔離變壓器101連接所述第一運算放大器220的所述輸入端與所述隔離變壓器101連接所述第三電阻32的所述輸出端是同名端；場效應晶體管31，所述場效應晶體管31具有漏極、柵極和源扱，其中，所述漏極構(gòu)成所述場效應晶體管31的輸入端，所述柵極構(gòu)成所述場效應晶體管31的控制端，所述源極構(gòu)成所述場效應晶體管31的輸出端；所述漏極與所述蓄電池11的輸出端連接，所述柵極通過所述第三電阻32與所述隔離變壓器101次級的一端連接，所述源極與所述隔離變壓器101次級的另一端連接，并共同接保護電路模塊4的輸入端；所述隔離變壓器101匹配所述第一運算放大器220輸出的所述控制信號的電壓值與所述場效應晶體管31輸入的控制信號的電壓值，控制所述場效應晶體管31工作在導通或者截止狀態(tài)；當所述柵極輸入的所述控制信號為高電平時，所述場效應晶體管31導通，當所述柵極輸入的所述控制信號為低電平時，所述場效應晶體管31截止；保護電路模塊4，包括用于儲能的電感41、用于單向?qū)ǖ牡谝互藰O管42和用于限流的第二ニ極管43，所述電感41的一端與所述第ニニ極管43的負極相連，作為所述保護電路模塊4的輸入端，共同連接所述場效應晶體管3的源極；所述第二ニ極管43的正極接地；所述電感41的另一端接所述第一ニ極管42的正極；所述第一ニ極管42的負極作為所述保護電路模塊4的輸出端對外輸出脈沖電源。本實用新型大功率脈沖電源將匹配電路的輸入端與所述直流電源模塊5連接，匹配電路的輸出端連接在所述脈沖開關(guān)模塊8的輸出端和負載9之間，所述匹配電路輸出的脈沖電源與所述脈沖開關(guān)模塊8輸出的脈沖電源疊加，向負載9提供上升沿陡直的脈沖電源。本實用新型大功率脈沖電源的匹配電路中的所述恒流充電單元13與所述直流電源模塊5相連，對脈沖開關(guān)模塊8關(guān)斷引起的電壓尖峰起到緩沖電路的作用，減少電磁干擾對電網(wǎng)的沖擊。作為上述實施例的ー個變形，所述隔離變壓器101用光電耦合器和放大電路単元代替，其中，所述光電稱合器包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述第一運算放大器220的輸出端連接，所述光電耦合器的所述輸出端與所述放大電路單元的輸入端連接，所述放大電路單元的輸出端通過所述第三電阻32接所述場效應晶體管31的柵極；其它同上述實施例。同樣能實現(xiàn)本實用新型的目的，屬于本實用新型的保護范圍。作為上述實施例的另ー個變形，所述開關(guān)模塊3中的場效應晶體管31為三極管所代替，其中，所述三極管具有基極、集電極和發(fā)射極，其中，所述集電極作為所述三極管的輸入端，所述基極作為所述三極管的控制端，所述發(fā)射極作為所述三極管的輸出端；所述集電極與所述蓄電池11的輸出端連接，所述基極通過所述第三電阻32與所述隔離變壓器101次級的一端連接，所述發(fā)射極與所述隔離變壓器101次級的另一端連接，并共同接保護電路模塊4的輸入端；與所 述第一運算放大器220連接的所述隔離變壓器101初級的一端和與所述第三電阻32連接的所述隔離變壓器101次級的一端是同名端；其它同上述實施例。同樣能實現(xiàn)本實用新型的目的，屬于本實用新型的保護范圍。作為本實用新型的其它實施例，所述第一基準電壓221的電壓值為所述方波脈沖信號高電平的10% -90%之間的任意其它數(shù)值，比如30%、50%或70%，等等；本領(lǐng)域人員可以根據(jù)需要輸出的脈沖電源上升沿的陡直程度選擇不同的數(shù)值，數(shù)值越小，本實用新型大功率脈沖電源輸出的所述脈沖電源的上升沿越陡直；數(shù)值越大，本實用新型大功率脈沖電源輸出的所述脈沖電源的上升沿越緩，仍處于本實用新型的保護范圍之中。上述實施例以匹配電路輸出的脈沖電源能與低壓大功率脈沖電源疊加為例；本實用新型中的所述匹配電路輸出的脈沖電源也可以與高壓大功率脈沖電源疊加，使高壓大功率脈沖電源的上升沿變得陡直；上述實施例中所述保護電路模塊4輸出的脈沖電源電壓幅值為幾伏到幾百伏的低壓，而高壓大功率脈沖電源電壓幅值很高，為幾千到幾萬伏，上述實施例中所述保護電路模塊4輸出的脈沖電源不能用于補償高壓大功率脈沖電源的上升沿。所以，提供一種輸出高幅值脈沖電壓的匹配電路，該匹配電路輸出高幅值脈沖電源補償高壓大功率脈沖電源的上升沿，使高壓大功率脈沖電源的上升沿變得陡直，具體如圖5所示，所述匹配電路中的所述保護電路模塊4包括用于升壓的升壓變壓器45、用于整流的第五ニ極管46和用于續(xù)流的第四ニ極管44，所述升壓變壓器45前端具有兩個輸入端，后端具有兩個輸出端；所述升壓變壓器45的一個所述輸入端與所述第四ニ極管44的負極相連，作為所述保護電路模塊4的輸入端，共同接所述開關(guān)模塊3的輸出端；所述第四ニ極管44的正極接地；所述升壓變壓器45的一個所述輸入端接地；所述升壓變壓器45的ー個所述輸出端接所述第五ニ極管46的正極；所述升壓變壓器45的另ー個所述輸出端接地；所述第五ニ極管46的負極作為所述保護電路模塊4的輸出端對外輸出脈沖電源；所述升壓變壓器45連接所述第四ニ極管44負極的所述輸入端與所述升壓變壓器45連接所述第五ニ極管46正極的所述輸出端是同名端；所述匹配電路中除上述結(jié)構(gòu)所述保護電路模塊4外的其它結(jié)構(gòu)同上述實施例；具備上述結(jié)構(gòu)所述保護電路模塊4的所述匹配電路輸出高幅值脈沖電源，與高壓大功率脈沖電源輸出的脈沖電源疊加后，輸出上升沿變得陡直的高壓大功率脈沖電源。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權(quán)利要求1.ー種匹配電路，其特征在于，包括 直流供電模塊，包括對外輸出直流電的輸出端； 信號控制模塊，包括 方波發(fā)生器，包括輸出預定頻率的方波脈沖信號的輸出端； 比較單元，具有兩個輸入端和ー個輸出端，所述比較単元的一個所述輸入端與所述方波發(fā)生器的所述輸出端連接，所述比較単元的另ー個所述輸入端接第一基準電壓，所述比較單元的所述輸出端用于輸出控制信號；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為低電平； 隔離變壓模塊，前端具有兩個輸入端，后端具有兩個輸出端；所述隔離變壓模塊的ー個所述輸入端接所述比較単元的所述輸出端，所述隔離變壓模塊的另一個所述輸入端接地；所述隔離變壓模塊用于匹配所述比較單元輸出的所述控制信號的電壓值與開關(guān)模塊輸入的控制信號的電壓值，控制所述開關(guān)模塊工作在開或者關(guān)狀態(tài)； 開關(guān)模塊，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端；所述開關(guān)模塊的所述輸入端與所述直流供電模塊的所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述控制端與所述隔離變壓模塊的ー個所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述輸出端與所述隔離變壓模塊的另ー個所述輸出端連接，并共同接保護電路模塊的輸入端；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為高電平時，所述開關(guān)模塊導通；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為低電平時，所述開關(guān)模塊截止； 保護電路模塊，用于保護所述開關(guān)模塊不被擊穿或燒壞，所述保護電路模塊包括ー個輸入端和ー個輸出端，所述保護電路的所述輸出端對外輸出脈沖電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的匹配電路，其特征在于，所述第一基準電壓的電壓值為所述方波脈沖信號高電平的10% -90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的匹配電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括場效應晶體管，所述場效應晶體管包括漏極、柵極和源扱；其中，所述漏極作為所述開關(guān)模塊的所述輸入端，所述柵極作為所述開關(guān)模塊的所述控制端，所述源極作為所述開關(guān)模塊的所述輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的匹配電路，其特征在于，所述比較単元包括第一運算放大器，所述第一運算放大器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端；所述第一運算放大器的所述反相輸入端接所述第一基準電壓，所述第一運算放大器的所述同相輸入端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述第一運算放大器的所述輸出端作為所述比較單元的所述輸出端；在所述方波發(fā)生器的所述輸出端與所述第一運算放大器的所述同相輸入端之間還連接有第ー電阻、第二電阻、可變電阻、一個電容和第三ニ極管；所述電容的一端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述電容的另一端接所述第一電阻的一端，并共同與所述第三ニ極管的正極相連；所述第三ニ極管的負極與所述第二電阻的一端連接，并共同接所述第一運算放大器的所述同相輸入端；所述第二電阻的另一端接地；所述第一電阻的另一端與所述可變電阻的一端連接，所述可變電阻的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的匹配電路，其特征在于，所述隔離變壓模塊包括隔離變壓器，所述隔離變壓器前端具有兩個輸入端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸入端，所述隔離變壓器后端具有兩個輸出端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸出端；所述隔離變壓器的ー個所述輸出端通過第三電阻與所述場效應晶體管的所述柵極連接，所述隔離變壓器的另ー個所述輸出端接所述場效應晶體管的源扱；所述隔離變壓器連接所述第一運算放大器的所述輸入端與所述隔離變壓器連接所述第三電阻的所述輸出端是同名端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的匹配電路，其特征在于，所述保護電路模塊包括用于儲能的電感、用于單向?qū)ǖ牡谝互藰O管和用于續(xù)流的第二ニ極管，所述電感的一端與所述第ニニ極管的負極相連，作為所述保護電路模塊的輸入端；所述第二ニ極管的正極接地；所述電感的另一端接所述第一ニ極管的正扱；所述第一ニ極管的負極作為所述保護電路模塊的輸出端。
7.—種使用如權(quán)利要求1-6任一所述匹配電路的大功率脈沖電源,包括 直流電源模塊，包括用于輸出直流電的輸出端； 逆變模塊，包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述直流電源模塊的所述輸出端連接，所述逆變模塊的所述輸出端用于輸出高頻脈沖電源； 高頻變壓模塊，用于對所述高頻脈沖電源進行變壓、整流和濾波處理，所述高頻變壓模塊包括一個輸入端和ー個輸出端，所述輸入端與所述逆變模塊的所述輸出端連接，所述高頻變壓模塊的輸出端輸出直流電； 脈沖開關(guān)模塊，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端，所述輸入端與所述高頻變壓模塊的所述輸出端連接，所述脈沖開關(guān)模塊的所述控制端與所述方波發(fā)生器的所述輸出端連接，所述脈沖開關(guān)模塊的所述輸出端與負載連接，輸出脈沖電源；當所述方波發(fā)生器輸出的所述方波脈沖信號為高電平時，所述脈沖開關(guān)模塊處于導通狀態(tài)，輸出所述直流電；當所述方波脈沖信號處于下降沿時，所述脈沖開關(guān)模塊由導通狀態(tài)轉(zhuǎn)向關(guān)斷狀態(tài)；當所述方波脈沖信號為低電平時，所述脈沖開關(guān)模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，沒有輸出；當所述方波脈沖信號處于上升沿時，所述脈沖開關(guān)模塊由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)； 其特征在于，還包括匹配電路，所述匹配電路包括 直流供電模塊，包括對外輸出直流電的輸出端； 信號控制模塊，包括 方波發(fā)生器，包括輸出預定頻率的方波脈沖信號的輸出端； 比較單元，具有兩個輸入端和ー個輸出端，所述比較単元的一個所述輸入端與所述方波發(fā)生器的所述輸出端連接，所述比較単元的另ー個所述輸入端接第一基準電壓，所述比較單元的所述輸出端用于輸出控制信號；當所述方波脈沖信號的電平高于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為高電平；當所述方波脈沖信號的電平低于所述第一基準電壓時，所述比較單元輸出的所述控制信號為低電平； 隔離變壓模塊，前端具有兩個輸入端，后端具有兩個輸出端；所述隔離變壓模塊的ー個所述輸入端接所述比較単元的所述輸出端，所述隔離變壓模塊的另一個所述輸入端接地；所述隔離變壓模塊用于匹配所述比較單元輸出的所述控制信號的電壓值與開關(guān)模塊輸入的控制信號的電壓值，控制所述開關(guān)模塊工作在開或者關(guān)狀態(tài)； 開關(guān)模塊，前端具有一個輸入端和一個控制端，后端具有ー個輸出端；所述開關(guān)模塊的所述輸入端與所述直流供電模塊的所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述控制端與所述隔離變壓模塊的ー個所述輸出端連接；所述開關(guān)模塊的所述輸出端與所述隔離變壓模塊的另ー個所述輸出端連接，并共同接保護電路模塊的輸入端；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為高電平時，所述開關(guān)模塊導通；當所述開關(guān)模塊的所述控制端輸入的所述控制信號為低電平時，所述開關(guān)模塊截止； 保護電路模塊，用于保護所述開關(guān)模塊不被擊穿或燒壞，所述保護電路模塊包括ー個輸入端和ー個輸出端，所述保護電路模塊的所述輸出端連接在所述脈沖開關(guān)模塊和所述負載之間，與所述脈沖開關(guān)模塊輸出的脈沖電源疊加后向所述負載供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大功率脈沖電源，其特征在于，所述第一基 準電壓的電壓值為所述方波脈沖信號高電平的10% -90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大功率脈沖電源，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括場效應晶體管，所述場效應晶體管包括漏極、柵極和源扱；其中，所述漏極作為所述開關(guān)模塊的所述輸入端，所述柵極作為所述開關(guān)模塊的所述控制端，所述源極作為所述開關(guān)模塊的所述輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大功率脈沖電源，其特征在于，所述比較単元包括第一運算放大器，所述第一運算放大器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端；所述第一運算放大器的所述反相輸入端接所述第一基準電壓，所述第一運算放大器的所述同相輸入端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述第一運算放大器的所述輸出端作為所述比較單元的所述輸出端；在所述方波發(fā)生器的所述輸出端與所述第一運算放大器的所述同相輸入端之間還連接有第一電阻、第二電阻、可變電阻、一個電容和第三ニ極管；所述電容的一端接所述方波發(fā)生器的所述輸出端，所述電容的另一端接所述第一電阻的一端，并共同與所述第三ニ極管的正極相連；所述第三ニ極管的負極與所述第二電阻的一端連接，并共同接所述第一運算放大器的所述同相輸入端；所述第二電阻的另一端接地；所述第一電阻的另一端與所述可變電阻的一端連接，所述可變電阻的另一端接地。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的大功率脈沖電源，其特征在于，所述隔離變壓模塊包括隔離變壓器，所述隔離變壓器前端具有兩個輸入端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸入端，后端具有兩個輸出端作為所述隔離變壓模塊的兩個所述輸出端；所述隔離變壓器的一個所述輸出端通過第三電阻與所述場效應晶體管的所述柵極連接，所述隔離變壓器的另ー個所述輸出端接所述場效應晶體管的源扱；所述隔離變壓器連接所述第一運算放大器的所述輸入端與所述隔離變壓器連接所述第三電阻的所述輸出端是同名端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的大功率脈沖電源，其特征在于，所述保護電路模塊包括用于儲能的電感、用于單向?qū)ǖ牡谝互藰O管和用于續(xù)流的第二ニ極管，所述電感的一端與所述第二ニ極管的負極相連，作為所述保護電路模塊的輸入端；所述第二ニ極管的正極接地；所述電感的另一端接所述第一ニ極管的正極；所述第一ニ極管的負極作為所述保護電路模塊的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種匹配電路，包括直流供電模塊、信號控制模塊、隔離變壓模塊、開關(guān)模塊和保護電路模塊；同時，本實用新型還提出使用該匹配電路的大功率脈沖電源，包括直流電源模塊、逆變模塊、高頻變壓模塊、脈沖開關(guān)模塊和所述匹配電路。上述匹配電路提供一種脈沖電源，用于與低壓大功率脈沖電源或者高壓大功率脈沖電源疊加，使大功率脈沖電源的上升沿變得陡直；本實用新型大功率脈沖電源將匹配電路的輸入端與所述直流電源模塊連接，對脈沖開關(guān)模塊關(guān)斷引起的電壓尖峰起到緩沖電路的作用，減少電磁干擾對電網(wǎng)的沖擊；輸出端連接在所述脈沖開關(guān)模塊的輸出端和負載之間，向負載提供上升沿陡直的脈沖電源。
文檔編號H02M9/02GK202444406SQ20122006365
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者崔聰林 申請人:崔聰林