相接的饋能恒壓鉗位電路進(jìn)行續(xù)流，饋能恒壓鉗位電路可以將發(fā)射線圈兩端的反電壓穩(wěn)定在一個比主電源U1電壓更高的電壓，加速了電流的下降，縮短了電流下降沿的時間，在發(fā)射線圈與H橋電路上下橋臂之間接入阻斷二極管，消除電流在電路中的寄生電容與負(fù)載電感的諧振，進(jìn)而減小下降沿電流的過沖與震蕩。
[0023]參見圖2，主電源U1連接主開關(guān)管V:后輸出，主開關(guān)管V:后上反并聯(lián)二極管D vl，諧振電感k和諧振電容Q以及輔助開關(guān)管V a串聯(lián)后在輔助開關(guān)管V 3上反并聯(lián)二極管D Va，構(gòu)成Buck ZCS-PffM變化器，H橋電路并聯(lián)在諧振電容(；以及輔助開關(guān)管V a串聯(lián)結(jié)構(gòu)上。
[0024]開關(guān)器件V2、開關(guān)器件V3、開關(guān)器件V4、以及開關(guān)器件V5上分別反并聯(lián)二極管D 2、二極管D3、二極管D4、二極管D5構(gòu)成H橋電路，發(fā)射線圈通過一端依次串聯(lián)連接二極管D 1Q、電容(:3與二極管D13后形成放電回路，發(fā)射線圈通過另一端依次串聯(lián)連接二極管D n、電容C3與二極管D12后形成另一放電回路，分別用于正向與反向的放電，電容C3串聯(lián)饋能恒壓鉗位電路后與一電容C1并聯(lián)，電容C:并聯(lián)在主電源上，用于將電容C 3的電能反沖入電容C:中存儲。
[0025]這里的發(fā)射線圈為電感L串聯(lián)電阻R組成的等效模型。
[0026]如圖4所示為發(fā)射電路驅(qū)動信號及輸出電流波形，下面結(jié)合各開關(guān)器件的驅(qū)動信號，對每一控制階段進(jìn)行詳細(xì)說明，由于雙極性梯形波在正向和負(fù)向的控制原理是一樣的，所以只對正向梯形波進(jìn)行控制原理說明。
[0027]tl?13期間為電流上升沿與平頂段控制階段，如圖3所示為輸出電流上升沿與平頂段控制電路原理圖，12期間為電流上升沿控制階段，開關(guān)器件V 2、開關(guān)器件V5導(dǎo)通，控制主開關(guān)V1與輔助開關(guān)V a以一定的開關(guān)頻率與占空比進(jìn)行開關(guān)，來實現(xiàn)Buck ZCS-PffM變化器的開關(guān)管零電流開關(guān)，并且為發(fā)射線圈提供電壓，使得發(fā)射線圈電流上升；t2?13期間為電流平頂段控制階段，〖2時刻發(fā)射線圈電上升到設(shè)定的平頂段電流值，此時調(diào)整主開關(guān)V1與輔助開關(guān)V 3的占空比，使得輸出電壓可以使發(fā)射電流穩(wěn)定的維持在平頂段電流值。此時電流流通路徑為辦一V1-V2-D6-L-D9-V50
[0028]t3?〖4期間為電流下升沿控制階段，Buck ZCS-PffM變化器停止工作，開關(guān)器件V2、開關(guān)器件V5關(guān)斷，由于阻斷二極管D 6、阻斷二極管D7、阻斷二極管D8、阻斷二極管D9將發(fā)射線圈L與H橋電路隔開，所以電流下降沿控制電路部分與H橋電路和Buck ZCS-PffM變換電路無關(guān)，所以如圖5所示輸出電流下降沿控制電路原理圖，發(fā)射線圈L中電流通過二極管D11、電容C3、二極管D12續(xù)流回路進(jìn)行放電，在續(xù)流過程中電感L為電容C3充電，電容C3的電壓為發(fā)射線圈L提供鉗位電壓，設(shè)定電容C3的穩(wěn)壓值是U C3,當(dāng)電容(:3的電壓小于U。時，開關(guān)J1關(guān)斷，電感L為電容C 3充電，電容C 3的電壓提升，當(dāng)電容C 3的電壓大于U。時，開關(guān)J I開通，發(fā)射線圈L中的電能回饋到儲能電容C1中，為下一回發(fā)射電流儲能，所以電容C 3的電壓可以穩(wěn)定在UC3，由于鉗位電壓始終保持在Uc3，所以可以實現(xiàn)下降沿電流線性下降。
[0029]如圖6所示為去過沖電路，時刻t4之后會出現(xiàn)一定的過沖電流，但是由于阻斷二極管D6、阻斷二極管D7、阻斷二極管D8、阻斷二極管D9切斷了發(fā)射線圈與主電路的連接，使得電感L不與主電路中的電容發(fā)生諧振，所以減小過充電流與縮短了下降沿電流拖尾時間。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，其特征在于，包括:主電源、Buck ZCS-PffM變化器、H橋電路、四個阻斷二極管、發(fā)射線圈以及饋能恒壓鉗位電路； 主電源與Buck ZCS-PffM變化器相連接，通過所述Buck ZCS-PffM變化器控制發(fā)射線圈兩端電壓以實現(xiàn)控制上升沿與平頂段電流；Buck ZCS-PffM變化器與H橋電路相連接以實現(xiàn)控制電流流向進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)射電流波形為雙極性梯形波；H橋電路與發(fā)射線圈相連接，H橋電路的上下橋臂與發(fā)射線圈相連接處各接入一個阻斷二極管，利用阻斷二極管阻止發(fā)射線圈的電流流向H橋電路的上下橋臂，阻斷消除電流在電路的寄生電容與發(fā)射線圈之間發(fā)生諧振；發(fā)射線圈兩端并聯(lián)接入控制電流下降沿的饋能恒壓鉗位電路，提高電流下降沿的鉗位電壓，縮短下降沿時間。2.按照權(quán)利要求1所述的瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，其特征在于，ZCS-PffM變化器與H橋電路之間并聯(lián)濾波電路，對電壓進(jìn)行濾波。3.按照權(quán)利要求1所述的瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，其特征在于，主電源連接主開關(guān)管1后輸出，諧振電感L JP諧振電容C 1^以及輔助開關(guān)管V a串聯(lián)后在輔助開關(guān)管V 3上反并聯(lián)二極管DVa，構(gòu)成Buck ZCS-PffM變化器，H橋電路并聯(lián)在諧振電容(；以及輔助開關(guān)管Va串聯(lián)結(jié)構(gòu)上。4.按照權(quán)利要求1所述的瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，其特征在于，一開關(guān)器件V2、開關(guān)器件V3、開關(guān)器件V4、以及開關(guān)器件V5上分別反并聯(lián)二極管D 2、二極管D3、二極管D4、二極管D5構(gòu)成H橋電路，發(fā)射線圈通過一端依次串聯(lián)連接二極管D 10、電容(:3與二極管D 13后形成放電回路，發(fā)射線圈通過另一端依次串聯(lián)連接二極管Dn、電容(:3與二極管D12后形成放電回路，電容C3串聯(lián)饋能恒壓鉗位電路后與一電容C1并聯(lián)，電容C:并聯(lián)在主電源上。5.按照權(quán)利要求4所述的瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，其特征在于，饋能恒壓鉗位電路為串聯(lián)在一起的開關(guān)J1和電阻R i，開關(guān)^上反并聯(lián)二極管D 10
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，尤其是適用于磁性源的多匝線圈發(fā)射裝置的發(fā)射電流控制電路。通過主電源與Buck？ZCS-PWM變化器相連接，通過所述Buck？ZCS-PWM變化器控制發(fā)射線圈兩端電壓以實現(xiàn)控制上升沿與平頂段電流；Buck？ZCS-PWM變化器與H橋電路相連接以實現(xiàn)控制電流流向進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)射電流波形為雙極性梯形波；H橋電路與發(fā)射線圈相連接，H橋電路的上下橋臂與發(fā)射線圈相連接處各接入一個阻斷二極管，利用阻斷二極管阻止發(fā)射線圈的電流流向H橋電路的上下橋臂，阻斷消除電流在電路的寄生電容與發(fā)射線圈之間發(fā)生諧振；發(fā)射線圈兩端并聯(lián)接入控制電流下降沿的饋能恒壓鉗位電路，提高電流下降沿的鉗位電壓，縮短下降沿時間。
【IPC分類】H03K7/08
【公開號】CN105119588
【申請?zhí)枴緾N201510579646
【發(fā)明人】于生寶, 姜健, 陳旭, 孫長玉, 王鯤鵬, 朱占山, 韓哲鑫
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月14日