本發(fā)明涉及一種水下放電高功率脈沖電源的實現(xiàn)方法，特別是指在水下實現(xiàn)寬頻帶高功率脈沖聲波。

背景技術：

目前高功率脈沖電源技術主要采用全橋開關充電，高壓大電流火花開關或者可控硅開關放電技術。這種拓撲充放電技術電容脈沖放電為多振蕩衰減放電，不僅開關有較高的能耗，且壽命短。由于高功率脈沖電源應用在水下放電的特殊性，這種損耗大、可靠性低的實現(xiàn)方法就不能適應復雜的水下環(huán)境。

本發(fā)明通過實踐得到了一種損耗小的高功率脈沖電源實現(xiàn)方法，調(diào)節(jié)拓撲參數(shù)，由于次級高壓特性，導致濾波電感損耗過大，把次級濾波電感進行阻抗變換到變壓器初級從整體上降低了電感電壓，提升了輸出效率，降低了損耗。大幅度提升了設備的可靠性。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有高功率脈沖電源發(fā)射損耗大、可靠性低，導致設備在水下使用壽命有限、元件易損的不穩(wěn)定因素。本發(fā)明提供一損耗小、可靠性高的水下高功率脈沖電源的實現(xiàn)方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種水下放電高功率脈沖電源的實現(xiàn)方法，包括如下步驟：

S1、輸入直流300V進入電壓變換模塊，把電壓轉換成15V送入驅(qū)動模塊、12V送入控制模塊；

S2、控制模塊工作，產(chǎn)生100kHz的PWM波進入驅(qū)動模塊；

S3、驅(qū)動模塊工作，產(chǎn)生放大的電流和電壓信號送入全橋模塊；

S4、全橋模塊工作，把直流300V逆變成100kHz的PWM進入高頻變壓器；

S5、高頻變壓器升壓，將300V升壓至6000V；

S6、將6000V交變高壓整流濾波后輸入儲能電容；

S7、采用雙可控硅開關串聯(lián)的方式對儲能電容放電，具體的，采集模塊對儲能電容電壓進行隔離采樣，把采樣的型號送入控制模塊，當電壓超過設定值時，控制模塊停止工作，充電模塊停止輸出，在反饋回路設計相位角40度，使環(huán)路穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述控制模塊工作采用具有低功耗，高可靠性的DSP芯片。

優(yōu)選地，全橋模塊采用低熱阻快速反應型功率MOS管。

優(yōu)選地，所述儲能電容為高壓CBB儲能電容。

優(yōu)選地，采用自激振蕩芯片產(chǎn)生頻率100KHz脈寬可調(diào)的矩形波控制驅(qū)動電路的導通和關斷。

優(yōu)選地，根據(jù)最大脈寬占空比設置變壓器匝數(shù)比，使輸出不超過7000V，調(diào)節(jié)PWM占空比輸出不同幅度電壓從而實現(xiàn)不同高功率電源輸出能量可調(diào)。

優(yōu)選地，電感變換方式采用將變壓器次級的高壓濾波電感通過阻抗變換的方式，移動到變壓器初級，串聯(lián)在回路中。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的電源裝置把次級濾波電感進行阻抗變換到變壓器初級，從整體上降低了電感電壓，提升了輸出效率，降低了損耗。大幅度提升了設備的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的工作示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中的電感變換圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

圖1是本發(fā)明的工作示意圖，如圖所示，主要包括電壓變換模塊、控制模塊、驅(qū)動模塊、全橋模塊、采集模塊、開關模塊；

在本實例中，第一步輸入進入電壓變換模塊，把電壓轉換成15V送入驅(qū)動模塊、12V送入控制模塊。第二步控制模塊工作，采用具有低功耗，可靠性高、性能優(yōu)越等條件的DSP芯片，產(chǎn)生PWM波進入驅(qū)動模塊。同時接收電壓電流反饋采樣，通過采樣實現(xiàn)過壓預警、過流預警。第三步驅(qū)動模塊工作，產(chǎn)生放大的電流和電壓信號送入全橋模塊。全橋模塊采用低熱阻快速反應型功率MOS管，減少逆變損耗。第四步逆變能量送入高頻變壓器升壓，高頻變壓器采用小體積密封罐油封裝，提高電壓耐壓等級和較小體積重量。第五步把電壓整流濾波后儲存在高壓CBB儲能電容中。第六步，采用雙可控硅開關串聯(lián)的方式對儲能電容放電提高耐壓等級，防止擊穿，提高可靠性。

圖2是電感變換的電路圖，如圖所示，主要包括了變換之前常用的電路形式T1高頻高壓變壓器、高壓整流橋、L1高壓電感和儲能電容C1以及變換后的電路形式包括L2低壓電感、高頻高壓變壓器T2、高壓整流橋、儲能電容C2。

本實施例中，高頻高壓變壓器T1通過初級產(chǎn)生的PWM波把電壓升高通過高壓整流橋變成帶有直流分量的能量。通過高壓電感進行濾波產(chǎn)生直流送入電容，根據(jù)經(jīng)驗公式直流分量紋波是負載電阻比上三倍的信號頻率。根據(jù)計算得到的電感參數(shù)比較大，再加上輸出為6000V的高壓，由于絕緣性能的要求，實際工程中制作的電感體積較大，即增加了設備整體的重量而且增大了設備損耗。通過多次試驗嘗試和改進，進行了電路拓撲的改變，把電感從高頻高壓變壓器次級移到初級，由于初級電壓較低可以降低絕緣性能要求，從而大幅度的降低了電感體積，PWM波先進入電感L2再進入變壓器T2經(jīng)過整流橋輸入到儲能電容C2，通過多次測試和試驗，本方案設備完全具有之前設備的輸出性能，而且大幅度的降低了損耗、體積。適應了水下設備高可靠性的要求。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。