用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置及方法，该方法包括以下步骤：第一供电电源给脉冲发生器模块提供电源，脉冲发生器为开关同步驱动电路开关提供驱动信号；第二供电电源为开关同步驱动电路提供电源，开关同步驱动电路为多路高压脉冲电路开关提供同步触发信号；第三供电电源为包含多路高压脉冲电路模块的高压脉冲电路提供电源，高压脉冲电路与等离子体合成射流激励器配合，产生多路等离子体合成射流。本发明专利技术的有益效果为：多个等离子体合成射流激励器同步运行，放电电流超过100A，能产生强有力的合成射流，装置结构紧凑，能够长时间运行。

【技术实现步骤摘要】
用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置及方法
本专利技术涉及等离子体合成射流激励
，具体而言，涉及一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置和方法。
技术介绍
等离子体流动控制是基于空气动力学的原理，在电场作用下产生等离子体，利用等离子体对流场的可控扰动实现流动控制。等离子体合成射流激励器具有质量轻、工作频带宽的优点，是等离子体流动控制中的核心部件。目前，等离子体合成射流的研究大多是基于单个等离子体合成射流激励器进行的。专利102167163提出了一种提高机翼升力的合成射流环量控制方法，此方法虽然提高了机翼升力，但对合成射流激励器的摆放位置要求较高。专利104202898设计了一种基于高超声速流能量利用的零能耗零质量合成射流装置，该装置利用了三电极的合成射流激励器，虽然响应速度高，但工作效率较低。专利104168743设计了一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件及其散热方法，该激励器有两个开口，工作面积大，与一个开口的合成激励器相比，合成射流速度较低，不适用于高速流动控制。德克萨斯大学研制一套面向单个合成射流激励器的脉冲源，包括高压直流电源、储能电容、限流电阻、MOSFET开关，在5mm间距下，放电点电压约为2.2kV，放电电流约为3A，但是该装置结构相对零散，功率较小，产生的合成射流速度较低。为了使等离子体合成射流能够进行高效率、大范围、多角度的流动控制，更快的投入到飞行器流动控制的实际应用中，多个等离子体合成射流激励器同步运行的方法被提出。俄亥俄州立大学研制了一款面向等离子体合成射流并联放电的装置，主要原理是直流电源给电容供电，通过触发控制8路MOSFET开关的导通关断，实现等离子体合成射流同步运行，3mm间距下负载放电电压约为4kV，放电电流0.25A，但是该装置的放电电流较小，对腔体的加热效果较弱，不能产生高速的合成射流。综上所述，国内外对单个等离子体合成射流的研究较多，而对多个等离子体合成射流激励器同步运行的方法及装置研究较少。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置和方法。本专利技术提供了一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，具体包括以下步骤：步骤1，第一供电电源给脉冲发生器模块提供电源，所述脉冲发生器模块的脉冲信号经ARM芯片输出后转换成电信号，所述电信号经电-光转换板转换为脉宽、频率、脉冲个数能够调节的光信号，所述光信号经光-电转换板变为电信号为开关同步驱动电路开关提供驱动信号；步骤2，第二供电电源为开关同步驱动电路提供电源，所述第二供电电源经第一整流器给储能电容充电，当所述开关同步驱动电路开关的触发极接收到开关同步驱动触发电路的触发信号时，所述开关同步驱动电路开关闭合，多个隔离脉冲变压器的原边同时产生幅值、脉宽相同的电压信号，经多个所述隔离脉冲变压器升压，在多个所述隔离脉冲变压器的副边同时产生驱动信号，经多个分压电阻分压，得到幅值合适的电压、电流驱动信号，为多路高压脉冲电路开关提供同步触发信号；步骤3，第三供电电源为包含多路高压脉冲电路模块的高压脉冲电路提供电源，所述第三供电电源经第二整流器给多个初级电容充电，多个所述初级电容分别与多个次级电容、多个脉冲变压器的原边串联，给多个所述次级电容充电，当多个高压脉冲电路开关接收到多路所述开关同步驱动电路的触发信号时，多个高压脉冲电路开关同时闭合，多个所述次级电容同时放电，在多个所述脉冲变压器原边产生低压脉冲，经多个所述脉冲变压器升压产生高压脉冲，通过多个限流电阻给多个放电电容充电，当多个所述放电电容的电压超过多个负载的击穿电压时，多个负载同时放电，产生多路等离子体合成射流。作为本专利技术进一步的改进，步骤2中所述开关同步驱动电路产生脉宽0～100us、电压0～30V均能够调节的多路同步驱动信号，调节所述分压电阻阻值，能改变驱动电流值，所述开关同步驱动电路能用于驱动不同型号的小功率半导体开关。作为本专利技术进一步的改进，步骤3中所述高压脉冲电路产生能够调节的0～10kV的电压，所述高压脉冲电路可使所述等离子体合成射流激励器放电电流超过100A，产生合成射流。作为本专利技术进一步的改进，步骤3中多个所述高压脉冲电路能与所述等离子体合成射流激励器配合，产生多路同步的等离子体合成射流。作为本专利技术进一步的改进，所述第二供电电源经所述第一整流器后转换为能够连续调节的0～5V的直流电压，所述第三供电电源经所述第二整流器后转换为能够连续调节的0～300V的直流电压。本专利技术还提供了一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置，其特征在于，包括：脉冲发生器模块，其包括键盘、ARM芯片、电-光转换板、光-电转换板、显示器，第一供电电源的输出端与所述ARM芯片的输入端连接，所述ARM芯片输出端与所述电-光转换板连接，所述电-光转换板与所述光-电转换板、所述键盘、所述显示器连接；开关同步驱动电路，其包括第一整流器、储能电容、开关同步驱动电路开关、光-电转换板、开关驱动电路保护电路、多个隔离脉冲变压器、多个分压电阻、多个续流二极管，第二供电电源的输出端与所述第一整流器的输入端连接，所述第一整流器的输出端与所述储能电容的输入端连接，产生稳定的直流电压，所述储能电容的输出端与所述开关同步驱动电路开关、所述隔离脉冲变压器的原边串联，所述开关同步驱动电路开关的触发极与所述开关同步驱动电路开关的驱动模块的输出端相连接，所述开关同步驱动电路开关的驱动模块的输入端与所述光-电转换板的输出端连接，所述光-电转换板与所述脉冲发生器模块中所述电-光转换板连接，所述开关同步驱动电路开关的一端并联所述开关驱动电路保护电路，所述开关同步驱动电路开关的一端与多个所述隔离脉冲变压器的原边连接，多个所述隔离脉冲变压器的副边与多个所述分压电阻连接，多个所述分压电阻与多个所述续流二极管连接；高压脉冲电路，其包括第二整流器、多路高压脉冲电路模块，所述多路高压脉冲电路模块由多个高压脉冲电路模块构成，所述单个高压脉冲电路模块包括初级电容、高压脉冲电路开关、高压脉冲电路保护电路、次级电容、脉冲变压器、限流电阻、放电电容，第三供电电源的输出端与所述第二整流器的输入端连接，所述初级电容与所述第二整流器的输出端连接，得到稳定的直流电压，所述初级电容与所述次级电容、所述脉冲变压器的原边串联，所述初级电容与所述高压脉冲电路开关并联，所述高压脉冲电路保护电路与所述高压脉冲电路开关并联，所述高压脉冲电路开关的触发极与所述开关同步驱动电路的输出端相连，所述脉冲变压器的副边与所述限流电阻、所述放电电容串联；合成射流激励器模块，其包括多个等离子体合成射流激励器，一个等离子体合成射流激励器的两端与单个所述高压脉冲模块的输出端相连接；供电电源模块，其包括脉冲发生器模块的第一供电电源、开关同步驱动电路的第二供电电源、高压脉冲电路的第三供电电源；所述脉冲发生器模块的输出端与所述开关同步驱动电路中的所述开关同步驱动电路开关的触发极连接，为所述开关同步驱动电路中的所述开关同步驱动电路开关提供驱动信号，所述开关同步驱动电路的输出端与所述高压脉冲电路的所述高压脉冲电路开关的触发极连接，为多路所述高压脉冲电路开关提供同步触发信号，单个所述高压脉冲电路的输出端与一个合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，第一供电电源给脉冲发生器模块提供电源，所述脉冲发生器模块的脉冲信号经ARM芯片输出后转换成电信号，所述电信号经电‑光转换板转换为脉宽、频率、脉冲个数可调的光信号，所述光信号经光‑电转换板变为电信号为开关同步驱动电路开关提供驱动信号；步骤2，第二供电电源为开关同步驱动电路提供电源，所述第二供电电源经第一整流器给储能电容充电，当所述开关同步驱动电路开关的触发极接收到开关同步驱动触发电路的触发信号时，所述开关同步驱动电路开关闭合，多个隔离脉冲变压器的原边同时产生幅值、脉宽相同的电压信号，经多个所述隔离脉冲变压器升压，在多个所述隔离脉冲变压器的副边同时产生驱动信号，经多个分压电阻分压，得到幅值合适的电压、电流驱动信号，为多路高压脉冲电路开关提供同步触发信号；步骤3，第三供电电源为包含多路高压脉冲电路模块的高压脉冲电路提供电源，所述第三供电电源经第二整流器给多个初级电容充电，多个所述初级电容分别与多个次及电容、多个脉冲变压器的原边串联，给多个所述次级电容充电，当多个高压脉冲触发电路开关接收到多路所述开关同步驱动电路的触发信号时，多个高压脉冲电路开关同时闭合，多个所述次级电容同时放电，在多个所述脉冲变压器原边产生低压脉冲，经多个所述脉冲变压器升压产生高压脉冲，通过多个限流电阻给多个放电电容充电，当多个所述放电电容的电压超过多个负载的击穿电压时，多个所述负载同时放电，产生多路等离子体合成射流。...

【技术特征摘要】
1.一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，第一供电电源给脉冲发生器模块提供电源，所述脉冲发生器模块的脉冲信号经ARM芯片输出后转换成电信号，所述电信号经电-光转换板转换为脉宽、频率、脉冲个数能够调节的光信号，所述光信号经光-电转换板变为电信号为开关同步驱动电路开关提供驱动信号；步骤2，第二供电电源为开关同步驱动电路提供电源，所述第二供电电源经第一整流器给储能电容充电，当所述开关同步驱动电路开关的触发极接收到开关同步驱动触发电路的触发信号时，所述开关同步驱动电路开关闭合，多个隔离脉冲变压器的原边同时产生幅值、脉宽相同的电压信号，经多个所述隔离脉冲变压器升压，在多个所述隔离脉冲变压器的副边同时产生驱动信号，经多个分压电阻分压，得到幅值合适的电压、电流驱动信号，为多路高压脉冲电路开关提供同步触发信号；步骤3，第三供电电源为包含多路高压脉冲电路模块的高压脉冲电路提供电源，所述第三供电电源经第二整流器给多个初级电容充电，多个所述初级电容分别与多个次级电容、多个脉冲变压器的原边串联，给多个所述次级电容充电，当多个高压脉冲电路开关接收到多路所述开关同步驱动电路的触发信号时，多个高压脉冲电路开关同时闭合，多个所述次级电容同时放电，在多个所述脉冲变压器原边产生低压脉冲，经多个所述脉冲变压器升压产生高压脉冲，通过多个限流电阻给多个放电电容充电，当多个所述放电电容的电压超过多个负载的击穿电压时，多个所述负载同时放电，产生多路等离子体合成射流。2.根据权利要求1所述的一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，其特征在于，步骤2中所述开关同步驱动电路产生脉宽0～100us、电压0～30V均能够调节的多路同步驱动信号，调节所述分压电阻阻值，能够改变驱动电流值，所述开关同步驱动电路能用于驱动不同型号的小功率半导体开关。3.根据权利要求1所述的一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，其特征在于，步骤3中所述高压脉冲电路产生能够调节的0～10kV的电压，所述高压脉冲电路能使所述等离子体合成射流激励器放电电流超过100A，产生合成射流。4.根据权利要求1所述的一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，其特征在于，步骤3中多个所述高压脉冲电路能与所述等离子体合成射流激励器配合，产生多路同步的等离子体合成射流。5.根据权利要求1所述的一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的方法，其特征在于，所述第二供电电源经所述第一整流器后转换为能够连续调节的0～5V的直流电压，所述第三供电电源经所述第二整流器后转换为能够连续调节的0～300V的直流电压。6.一种用于多个等离子体合成射流激励器同步放电的装置，其特征在于，包括：脉冲发生器模块，其包括键盘、ARM芯片、电-光转换板、光-电转换板，显示器，第一供电电源的输出端与所述ARM芯片的输入端连接，所述ARM芯片输出端与所述电-光转换板连接，所述电-光转换板与所述光-电转换板、所述键盘、所述显示器连接；开关同步驱动电路，其包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵涛，王磊，章程，严萍，罗振兵，王林，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：北京;11