【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于脉冲电源，具体涉及一种通过变频调压的高压脉冲电源系统及设计方法。
技术介绍
1、高压脉冲氦离子化检测器，是一种高灵敏的广谱型传感器，几乎对除氖气之外的所有气体分子响应，因此，这种检测器广泛应用于高纯气体分析（杂质气体如h2, o2, n2,co, ch4等）、绝缘油变压器的故障诊断及sf6绝缘的变压器故障诊断分析中。这种高灵敏广谱的氦离子化检测器，其放电区域的高压放电电极需要外接一高压脉冲电源来形成电离源，对高纯氦气进行电离形成高电离能的亚稳态氦离子he原子(电离能19.8ev)。
2、现有的脉冲电源为氦离子化检测器提供的脉冲电源无法灵活调节输出电压，可调节的频率范围也不够广，电压的准确度也不够，因此在测试中氦离子化检测器在正常工作中就会存在离化不充分等问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种通过变频调压的高压脉冲电源系统及设计方法，采用mosfet作为功率开关器件，利用中间抽头变压器，构建上下两路对称的升压结构，采用lcc电路，使得电路可以通过调节信号的频率来调节电压幅值，最后采用脉冲发生电路将产生的高压电转变为高压脉冲电压。本专利技术的脉冲电源系统具有以下特点：(1)产生的脉冲电压频率2-10k可调，(2)电压幅度范围1000-2500v，(3)电压幅值闭环调节，准确度高。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，包括升压模块与脉冲发生模块，所述升压模
4、所述驱动电路用于在主控电路的控制指令下，为lcc升压电路提供交变的电压信号；
5、所述lcc升压电路用于利用lcc电路的谐振特性调控变压器产生的高压电压；
6、所述频率调节电路用于调节主控电路产生的脉冲信号的频率，从而改变施加在驱动电路的信号频率；
7、所述倍压电路用于将lcc升压电路产生的高频交流电压整流并倍压成高频交流电压幅值6倍的直流高压电压并输入至脉冲发生模块；
8、所述分压反馈电路用于将产生的直流高压分压至主控电路可检测的电压范围，实时检测电压变化，为所述频率调节电路提供调节参考信号。
9、另一方面，本专利技术提供一种通过变频调压的高压脉冲电源系统设计方法，所述方法包括：
10、驱动电路在主控电路的控制指令下，将交变的电压信号提供至lcc升压电路；其中，主控电路还接有频率调节电路，用于调节主控电路产生的脉冲信号的频率，从而改变施加在驱动电路的信号频率；
11、lcc升压电路接收交变的电压信号，结合lcc电路谐振特性调控变压器产生的高频交流电压；
12、利用倍压电路将lcc升压电路产生的高频交流电压整流并倍压成高频交流电压幅值6倍的直流电压，输入至脉冲发生模块形成脉冲；
13、利用分压反馈电路将产生的直流高压分压至主控电路可检测的电压范围，实时检测电压变化，为所述频率调节电路提供调节参考信号。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、相较于传统的脉冲电源，本专利技术增加了电压反馈系统，可以实时的调节电压，从而进一步控制电源的准确性，提高了脉冲电源输出的稳定性；结构较为简单，采用芯片价格低廉，成本较低；脉冲宽度、频率、输出电压可调；变压器转化效率高，寿命长。
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1.一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，包括升压模块与脉冲发生模块，所述升压模块产生的直流高压电压接入到脉冲发生模块后形成脉冲，所述升压模块包括驱动电路、升压电路、频率调节电路、倍压电路以及分压反馈电路；其中，
2.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述驱动电路采用两个光耦和器件来驱动MOS管，结构对称。
3.根据权利要求2所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，来自主控电路的两路信号分别输入到所述驱动电路的两个光耦和芯片，所述两个光耦和芯片分别与两个MOS管的栅极管脚相连，两个MOS管的源极分别接到LCC升压电路的变压器，当两个MOS管交替开启时，LCC升压电路的变压器产生交变电压。
4.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述LCC升压电路的变压器原边线圈为初级线圈，所述初级线圈包括三个管脚，其中，第一、第二管脚之间连接第一电容器，第二、第三管脚之间连接第二电容器，第二管脚还依次连接电感器、第三电容器、12V电压；所述变压器的副边为次级线圈，所述次级
5.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述频率调节电路包括电位器，所述电位器的电压线性变化，所述主控电路的主控芯片根据电压线性变化规律，改变输出到驱动电路的两路信号频率，从而调节LCC升压电路的电压。
6.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述倍压电路为C-W3阶6倍倍压电路，包括多个交替连接的电容器与二极管，将LCC升压电路的变压器副边产生的高压高频交流电整流成为高压高频交流电幅值的6倍的高压直流电压。
7.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述分压反馈电路5接收倍压电路的最终输出电压，依次连接至第一分压电阻单元、第二分压电阻单元，所述第二分压电阻单元一端连接调节电阻，一端作为电压信号输入至主控电路，所述主控电路的主控芯片采集所述电压信号并换算为实际电压，通过调节频率调节电路改变输出电压幅值为所需电压。
8.根据权利要求7所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述第一分压电阻单元包括两个电阻并联，所述第二分压电阻单元包括两个电阻并联。
9.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述脉冲发生模块包括栅极驱动芯片，所述栅极驱动芯片接收主控电路产生的方波信号，利用栅极驱动芯片驱动所述脉冲发生模块的两路MOS管交替开启。
10.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，在预设频率范围内，所述LCC升压电路的变压器副边产生的电压大小与信号频率呈正相关。
11.一种通过变频调压的高压脉冲电源系统设计方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，包括升压模块与脉冲发生模块，所述升压模块产生的直流高压电压接入到脉冲发生模块后形成脉冲，所述升压模块包括驱动电路、升压电路、频率调节电路、倍压电路以及分压反馈电路；其中，
2.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述驱动电路采用两个光耦和器件来驱动mos管，结构对称。
3.根据权利要求2所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，来自主控电路的两路信号分别输入到所述驱动电路的两个光耦和芯片，所述两个光耦和芯片分别与两个mos管的栅极管脚相连，两个mos管的源极分别接到lcc升压电路的变压器，当两个mos管交替开启时，lcc升压电路的变压器产生交变电压。
4.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述lcc升压电路的变压器原边线圈为初级线圈，所述初级线圈包括三个管脚，其中，第一、第二管脚之间连接第一电容器，第二、第三管脚之间连接第二电容器，第二管脚还依次连接电感器、第三电容器、12v电压；所述变压器的副边为次级线圈，所述次级线圈的一端管脚接地，另一端管脚连接第四电容器。
5.根据权利要求1所述的一种通过变频调压的高压脉冲电源系统，其特征在于，所述频率调节电路包括电位器，所述电位器的电压线性变化，所述主控电路的主控芯片根据电压线性变化规律，改变输出到驱动电路的两路信号频率，从而调节lc...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙建海，牛致远，周天烨，马天军，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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