專利名稱：高壓脈沖電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高壓脈沖電源，特別是適用于液態(tài)食品殺菌用的一種高壓脈沖電源。
背景技術：
工業(yè)化的食品殺菌技術自誕生以來，一直以熱力殺菌為主，但這種方法會使一些熱敏性的營養(yǎng)素和風味物質(zhì)受到破壞。為了改進熱力殺菌的不足之處，保持食品的新鮮和原味，近年來國內(nèi)外出現(xiàn)了非熱殺菌技術。目前研究中的非熱殺菌技術有超高壓(HighPressure)技術、高壓脈沖電場(High-voltage Pulsed Electric Fields)技術、福照技術、超聲波技術、脈沖磁場技術、臭氧殺菌技術等。在眾多的非熱殺菌技術中，高壓脈沖電場(High-voltage Pulsed ElectricFields)滅菌技術因安全無害，具有傳遞均勻、處理時間短、能耗低等特點，在果汁等液態(tài)食品的加工中已顯示出特有的優(yōu)越性，具有良好的商業(yè)化前景。脈沖形成網(wǎng)絡由高壓脈沖發(fā)生器和處理室組成，通過不同的負載匹配，可以產(chǎn)生不同的殺菌脈沖波形，目前較為普遍的有指數(shù)波和方波。而指數(shù)波有一部分電壓下降緩慢且無殺菌作用，卻會使電極和食品的溫度升高，因此通常采用方波的脈沖輸出形式。而陡前沿、窄脈沖(〈IOus)的方波對液體殺菌的效果更好。20世紀80年代出現(xiàn)的半導體電力開關器件一絕緣柵雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一種復合器件，它的輸入控制部分為M0SFET,輸出級為雙極結型晶體管，兼有MOSFET和電力晶體管快速響應、易于驅(qū)動、高輸入阻抗和載流能力強的優(yōu)點。但是IGBT的缺點在于單個IGBT的電壓、電流允許值很難再提高，為了應用于高電壓、大功率的領域，通常采用IGBT串聯(lián)的方法。IGBT串聯(lián)使用作為一種有效提高IGBT耐壓的方法，是一項電力電子在高壓電氣設備中應用的重要技術。在IGBT的串聯(lián)過程中，由于個體結構的差異性以及觸發(fā)裝置的誤差，實際應用中會產(chǎn)生串聯(lián)器件之間電壓分布不均的問題，這將大大影響器件的使用壽命和電路的工作效率，嚴重時會造成設備的損壞。因此，如何使串聯(lián)的IGBT同時通斷，是實現(xiàn)IGBT串聯(lián)的關鍵技術。IGBT伏安特性的差異會使串聯(lián)IGBT工作在阻斷狀態(tài)時產(chǎn)生靜態(tài)電壓不均衡現(xiàn)象，而在IGBT的開通和關斷瞬間，由于IGBT的柵極電荷和輸出電容的不同，則會造成IGBT串聯(lián)運行的動態(tài)電壓不均衡。所以在IGBT串聯(lián)使用中必須采取有效的靜態(tài)和動態(tài)均壓措施，這樣才能最大程度地利用其耐壓值，發(fā)揮其優(yōu)勢。IGBT屬電壓驅(qū)動器件，具有2. 5疒5V的閾值電壓，當柵極和發(fā)射極之間電壓(也稱柵極電壓)大于閾值電壓時，IGBT處于正向?qū)顟B(tài)，當柵極電壓為零或者為負壓時，IGBT處于關斷狀態(tài)。IGBT的柵極驅(qū)動電路影響其通態(tài)壓降、開關時間、開關損耗、承受短路電流的能力等。 柵極電阻Rg和柵射電阻Rge也影響著IGBT的通斷。Rg可以改善輸入脈沖的前后沿陸度和防止震蕩，增大Rg會延長IGBT的通斷時間,增加通斷損耗,而減少Rg會使di/dt增加，可能引起誤導通。因此，Rg應根據(jù)開關頻率和電流電壓額定值選擇，一般為幾十至幾百歐姆。當IGBT集射極間有高壓時，很容易受外界干擾使柵極電壓超過閾值電壓引起器件誤導通，在柵射極并接一柵射電阻Rge，可以避免這類情況發(fā)生。脈沖寬度調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。STC89C52是一種低功耗、高性能的CM0S8位微控制器，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，因此能夠為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案，通過合理的程序設計，可輸出較為理想的PWM波形。EXB系列模塊是日本富士公司開發(fā)的針對IGBT的專用混合集成驅(qū)動電路，有高速型和標準型兩種，其中高速型的驅(qū)動信號延遲時間最大為1. 5us。內(nèi)部有2500V高隔離電壓的光耦合器，有過流保護電路和過流保護信號輸出端子，同時采用單電源供電模式，使用方便。EXB841可大大簡化IGBT驅(qū)動和保護電路的設計，同時也提高了可靠性。當IGBT集射極間電壓變化率dv/dt過高時，會引起IGBT發(fā)生動態(tài)鎖定效應，甚至可能被擊穿。另外，由于IGBT極間等效電容的存在，dv/dt過大還可能導致器件誤導通，因此應合理設計關斷緩沖放電電路。為了防止過電壓，主要措施一是通過合理布線使引線電感降至最?。欢窃O置RCD吸收保護網(wǎng)絡。在工作電流較大的情況下，為了減小關斷過電壓，應盡量減小主電路的布線電感；吸收電容器應采用低感型。大電感負載下，IGBT的開關時間不能過短，以防止產(chǎn)生過高的尖峰感應電壓，損壞IGBT。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高壓脈沖電源，該電源可以實現(xiàn)多個IGBT的串聯(lián)，調(diào)節(jié)STC89C52單片機輸出的PWM信號的頻率和占空比，可以實現(xiàn)對輸出高壓脈沖脈寬和頻率的調(diào)節(jié)，應用于液態(tài)食品殺菌能夠滿足非熱殺菌的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下
本發(fā)明包括高壓直流電源、儲能電容、STC89C52單片機、MOSFET開關電路、多個IGBT串聯(lián)電路、與IGBT相等個數(shù)的電流互感器、與IGBT相等個數(shù)的IGBT驅(qū)動電路和與IGBT相等個數(shù)的IGBT保護電路；高壓直流電源提供的電壓，經(jīng)與其并聯(lián)的儲能電容儲能后，其正極與負載的一端相連，負載的另一端與第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，以此類推，最后一個IGBT的發(fā)射極再接到高壓直流電源的負極；STC89C52單片機輸出的PWM信號依次與MOSFET開關電路和與IGBT相等個數(shù)的電流互感器相連；每個電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，并且采用初級串聯(lián)連接，兩個次級獨立輸出的連接方式，兩個次級的輸出都和與IGBT相等個數(shù)的各自驅(qū)動電路相連；每個IGBT的驅(qū)動電路均有三個輸出端，第一個輸出端與各自IGBT的集電極相連，第二個輸出端與各自IGBT的柵極相連，第三個輸出端與各自IGBT的發(fā)射極相連；與IGBT相等個數(shù)的保護電路的兩端分別接到各自IGBT的集電極和發(fā)射極。所述STC89C52單片機、MOSFET開關電路和與IGBT相等個數(shù)的電流互感器串聯(lián)電路STC89C52單片機輸出的PWM信號通過電阻Rl接到型號為TLP250的光耦Ul的輸入端2腳，光耦Ul的輸出端6腳通過柵極電阻R3與MOSFET的柵極相連；與IGBT相等個數(shù)的電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，并且采取初級用耐高壓的硅橡膠線串聯(lián)連接，兩個次級獨立輸出的連接方式；初級串聯(lián)的電流互感器的一端通過兩個電阻R4、R5與MOSFET的漏極相連，并接到直流電源VDD的正極，另一端與MOSFET的源極相連，并接到直流電源VDD的負極；每個電流互感器的次級電路連接方法相同，其中第一個電流互感器的一個次級與電阻R6、穩(wěn)壓二極管VSl和電容C4組成一個回路，并將穩(wěn)壓二極管VSl兩端的電壓作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的驅(qū)動信號，穩(wěn)壓二極管VSl的陰極通過一個電阻R12與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的15腳相連，穩(wěn)壓二極管VSl的陽極與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的14腳相連，另一個次級的輸出與全橋整流電路、LC濾波電路相連，再和可變電阻R8和定值電阻RlO相連，定值電阻RlO與穩(wěn)壓二極管VS3并聯(lián)，此穩(wěn)壓二極管VS3兩端的電壓作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的供電電壓，穩(wěn)壓二極管VS3的陰極與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的2腳相連，穩(wěn)壓二極管VS3的陽極與9腳相連。所述與IGBT相等個數(shù)的IGBT驅(qū)動電路均采用EXB841作為IGBT的驅(qū)動芯片，具有三個輸出端，第一個輸出端是芯片EXB841的6腳，通過過流檢測電路與IGBT的集電極相連，第二個輸出端是芯片EXB841的3腳，通過柵極保護電路與IGBT的柵極相連，第三個輸出端是芯片EXB841的I腳，直接與IGBT的發(fā)射極相連，IGBT的柵極通過柵壓限幅電路與發(fā)射極相連。所述與IGBT相等個數(shù)的IGBT保護電路均包括壓敏電阻、緩沖電路、靜態(tài)均壓電路和動態(tài)均壓電路；壓敏電阻R17的兩端分別與IGBT的集電極和發(fā)射極相連；緩沖電路由電阻R14、二極管VD3和電容C9組成；靜態(tài)均壓電路由靜態(tài)分壓電阻R15、R16組成；動態(tài)均壓電路由動態(tài)均壓電容CIO、Cll組成。本發(fā)明具有的有益效果是1、利用STC89C52單片機輸出的PWM信號作為控制信號，通過調(diào)節(jié)此信號的占空比和頻率，可以實現(xiàn)對IGBT通斷過程中脈寬和頻率的調(diào)節(jié)。2、使用具有一個初級和兩個獨立次級的電流互感器，并采取用耐高壓的硅橡膠線將與IGBT相等個數(shù)的電流互感器初級串聯(lián)連接、次級獨立輸出的連接方式，分別把兩個次級輸出的信號作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的驅(qū)動信號和供電電壓，既可以實現(xiàn)對每個驅(qū)動芯片的獨立驅(qū)動，以減少干擾，又可以有效地實現(xiàn)低壓側和高壓側的電隔離。


圖1是本發(fā)明的硬件系統(tǒng)結構框圖。圖2是本發(fā)明的控制單元圖。圖3是本發(fā)明的電流互感器連接方式圖。圖4是本發(fā)明的IGBT驅(qū)動電路圖。圖5是本發(fā)明的IGBT保護電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1、圖3所示，本發(fā)明包括高壓直流電源、儲能電容、STC89C52單片機、MOSFET開關電路、多個IGBT串聯(lián)電路、與IGBT相等個數(shù)的電流互感器、與IGBT相等個數(shù)的IGBT驅(qū)動電路和與IGBT相等個數(shù)的IGBT保護電路；高壓直流電源提供的電壓，經(jīng)與其并聯(lián)的儲能電容儲能后，其正極與負載的一端相連，負載的另一端與第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，以此類推，最后一個IGBT的發(fā)射極再接到高壓直流電源的負極；STC89C52單片機輸出的PWM信號依次與MOSFET開關電路和與IGBT相等個數(shù)的電流互感器相連；每個電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，并且采用初級串聯(lián)連接，兩個次級獨立輸出的連接方式，兩個次級的輸出都和與IGBT相等個數(shù)的各自驅(qū)動電路相連；每個IGBT的驅(qū)動電路均有三個輸出端，第一個輸出端與各自IGBT的集電極相連，第二個輸出端與各自IGBT的柵極相連，第三個輸出端與各自IGBT的發(fā)射極相連；與IGBT相等個數(shù)的保護電路的兩端分別接到各自IGBT的集電極和發(fā)射極。如圖2所示，所述控制單元包括STC89C52單片機、MOSFET開關電路和與IGBT相等個數(shù)的電流互感器串聯(lián)電路，STC89C52單片機輸出的PWM信號通過電阻Rl接到型號為TLP250的光耦Ul的輸入端2腳，光耦Ul的輸出端6腳通過柵極電阻R3與MOSFET的柵極相連 ’與IGBT相等個數(shù)的電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，并且采取初級用耐高壓的硅橡膠線串聯(lián)連接，兩個次級獨立輸出的連接方式；初級串聯(lián)的電流互感器的一端通過兩個電阻R4、R5與MOSFET的漏極相連，并接到直流電源VDD的正極，另一端與MOSFET的源極相連，并接到直流電源VDD的負極；每個電流互感器的次級電路連接方法相同，其中第一個電流互感器的一個次級與電阻R6、穩(wěn)壓二極管VSl和電容C4組成一個回路，并將穩(wěn)壓二極管VSl兩端的電壓作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的驅(qū)動信號，穩(wěn)壓二極管VSl的陰極通過一個電阻Rl2與IGBT驅(qū)動芯片EXB 841的15腳相連，穩(wěn)壓二極管VSl的陽極與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的14腳相連，另一個次級的輸出與全橋整流電路、LC濾波電路相連，再和可變電阻R8和定值電阻RlO相連，定值電阻RlO與穩(wěn)壓二極管VS3并聯(lián)，此穩(wěn)壓二極管VS3兩端的電壓作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的供電電壓，穩(wěn)壓二極管VS3的陰極與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的2腳相連，穩(wěn)壓二極管VS3的陽極與9腳相連。如圖4所示，所述與IGBT相等個數(shù)的IGBT驅(qū)動電路均采用EXB841作為IGBT的驅(qū)動芯片，具有三個輸出端，第一個輸出端是芯片EXB841的6腳，通過過流檢測電路與IGBT的集電極相連，第二個輸出端是芯片EXB841的3腳，通過柵極保護電路與IGBT的柵極相連，第三個輸出端是芯片EXB841的I腳，直接與IGBT的發(fā)射極相連，IGBT的柵極通過柵壓限幅電路與發(fā)射極相連。為解決EXB841存在保護盲區(qū)的問題，本發(fā)明采用一個過流檢測電路，由超快恢復二極管VDl和穩(wěn)壓二極管ZDl組成。將EXB841的6腳接導通壓降大一點的超快速恢復二極管ERA34-10，即圖中所示的VD1，其導通電壓為3V，并串聯(lián)一個穩(wěn)壓二極管ZD1，可使實際過載電流小于EXB841的極限過載電流，并且可以通過檢測IGBT集電極和發(fā)射極之間電壓的高低來判斷是否發(fā)生短路，若發(fā)生短路，通過內(nèi)部電路使EXB841的3腳電壓逐步下降，關斷 IGBT。本發(fā)明的柵極保護電路采用不對稱的開啟和關斷方法。在IGBT開通時，EXB841的
3腳提供+15V的電壓，電阻Rg2經(jīng)二極管VD2和Rgl并聯(lián)使Rg值較小。關斷時，EXB841提供-5V電壓，Rg=Rgl,此時Rg值較大，可以增大關斷時間，減小過電壓。本發(fā)明的柵壓限幅電路由電阻Rge、穩(wěn)壓二極管ZD2、ZD3組成。當IGBT集射極間有高壓時，很容易受外界干擾，引起器件誤導通。為避免這類情況發(fā)生，通常、在柵射極并接一電阻Rge，通常大小為五千至十千歐姆，而且放在離柵射極最近處為宜，另外在柵射極間并接2只反向串聯(lián)的穩(wěn)壓二級管ZD2、ZD3組成限幅器，可以防止柵射極出現(xiàn)電壓尖峰。
為了提高EXB841軟開關的可靠性，在EXB841的4腳和5腳直接接一個可調(diào)電阻R13，可調(diào)節(jié)軟關斷時間，同時在4腳和14腳直接接一個電容C6，可避免過高的di/dt產(chǎn)生的電壓尖峰。圖中C7、C8的取值相同，對于EXB850和EXB840來說，取值為33uF，對于EXB851和EXB841來說，取值為47uF，該電容用來吸收由電源接線阻抗而引起的供電電壓變化。如圖5所示，所述與IGBT相等個數(shù)的IGBT保護電路均包括壓敏電阻、緩沖電路、靜態(tài)均壓電路和動態(tài)均壓電路；壓敏電阻R17的兩端分別與IGBT的集電極和發(fā)射極相連；緩沖電路由電阻R14、二極管VD3和電容C9組成；靜態(tài)均壓電路由靜態(tài)分壓電阻R15、R16組成；動態(tài)均壓電路由動態(tài)均壓電容CIO、Cll組成。緩沖電阻R14的選取要滿足兩個方面的要求，一方面電阻值要足夠大，以防止緩沖電容和寄生電感之間出現(xiàn)振蕩；另一方面，電阻值要小，以保證電容上積累的電荷在一個開關周期內(nèi)可泄放90%以上。緩沖二極管VD3應當選用過渡正向電壓低、反向恢復時間短、反向恢復特性較軟的規(guī)格。動態(tài)電壓的均衡由柵極條件及器件和電路的結構決定。在開通和關斷瞬態(tài)，柵極輔助電路對先關斷和后開通IGBT的柵極電荷進行了調(diào)節(jié)和控制，從而達到了均壓的目的。為了檢測過電壓，在IGBT開關瞬間，動態(tài)均壓電容ClO上的電壓應保持基本不變，而動態(tài)均壓電容Cl I上的電壓應盡快跟隨IGBT端電壓的變化，因而動態(tài)均壓電容ClO的取值應遠大于動態(tài)均壓電容Cll，取值大一百倍以上。本發(fā)明的工作過程如下
高壓直流電源(50kV)提供的電壓，經(jīng)與其并聯(lián)的儲能電容儲能后，其正極與負載的一端相連，負載的另一端與第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，以此類推，最后一個IGBT的發(fā)射極再接到高壓直流電源的負極；STC89C52單片機輸出的PWM信號通過一個電阻Rl接到光耦TLP250的輸入端，將此信號進行隔離放大之后通過柵極電阻R3與MOSFET的柵極相連，以控制MOSFET的通斷，此時MOSFET的開關頻率與單片機輸出的PWM信號的頻率相等；直流電源VDD(500V)在MOSFET的開關作用下會相應地在與IGBT相等個數(shù)的電流互感器初級的兩端產(chǎn)生大小相等、頻率與MOSFET開關頻率也即STC89C52單片機輸出的PWM信號相等的方波；每個電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，因此每個電流互感器的兩個次級都能產(chǎn)生一定大小、頻率與初級頻率相等的方波，其中一個次級輸出的方波信號經(jīng)過電阻降壓和穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓后輸出大小和頻率穩(wěn)定的PWM信號，此信號作為驅(qū)動芯片EXB841的驅(qū)動信號，多個串聯(lián)的IGBT在此信號作用下同時開通和關斷；另一個次級輸出的信號通過一個全橋整流電路和濾波電路之后，可產(chǎn)生恒定大小的直流電壓，此電壓作為驅(qū)動芯片EXB841的供電電壓；本發(fā)明最后可產(chǎn)生幅值與高壓直流電源電壓相當?shù)母邏好}沖電壓(35kV)，高壓脈沖的正極由多個串聯(lián)IGBT中最后一個IGBT的發(fā)射極發(fā)出，負極由儲能電容的負極發(fā)出。
用EXB841驅(qū)動IGBT時，芯片6腳通過VDl和ZDl組成的過流檢測電路與IGBT的集電極相連。通常IGBT在通過額定電流時導通壓降為3. 5V，一般而言，當導通壓降大于3. 5V時，已超過額定電流，EXB841的內(nèi)部電路將使3腳的電壓逐步下降，關斷IGBT，從而保證IGBT的正常工作。
權利要求
1.一種高壓脈沖電源，其特征在于包括高壓直流電源、儲能電容、STC89C52單片機、 MOSFET開關電路、多個IGBT串聯(lián)電路、與IGBT相等個數(shù)的電流互感器、與IGBT相等個數(shù)的 IGBT驅(qū)動電路和與IGBT相等個數(shù)的IGBT保護電路；高壓直流電源提供的電壓，經(jīng)與其并聯(lián)的儲能電容儲能后，其正極與負載的一端相連，負載的另一端與第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，以此類推，最后一個IGBT的發(fā)射極再接到高壓直流電源的負極；STC89C52單片機輸出的PWM信號依次與MOSFET開關電路和與IGBT相等個數(shù)的電流互感器相連；每個電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，并且采用初級串聯(lián)連接，兩個次級獨立輸出的連接方式，兩個次級的輸出都和與IGBT 相等個數(shù)的各自驅(qū)動電路相連；每個IGBT的驅(qū)動電路均有三個輸出端，第一個輸出端與各自IGBT的集電極相連，第二個輸出端與各自IGBT的柵極相連，第三個輸出端與各自IGBT 的發(fā)射極相連；與IGBT相等個數(shù)的保護電路的兩端分別接到各自IGBT的集電極和發(fā)射極。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓脈沖電源，其特征在于，所述STC89C52單片機、 MOSFET開關電路和與IGBT相等個數(shù)的電流互感器串聯(lián)電路STC89C52單片機輸出的PWM 信號通過電阻Rl接到型號為TLP250的光耦Ul的輸入端2腳，光耦Ul的輸出端6腳通過柵極電阻R3與MOSFET的柵極相連；與IGBT相等個數(shù)的電流互感器都是由一個初級和兩個獨立的次級組成，并且采取初級用耐高壓的硅橡膠線串聯(lián)連接，兩個次級獨立輸出的連接方式；初級串聯(lián)的電流互感器的一端通過兩個電阻R4、R5與MOSFET的漏極相連，并接到直流電源VDD的正極，另一端與MOSFET的源極相連，并接到直流電源VDD的負極；每個電流互感器的次級電路連接方法相同，其中第一個電流互感器的一個次級與電阻R6、穩(wěn)壓二極管VSl和電容C4組成一個回路，并將穩(wěn)壓二極管VSl兩端的電壓作為IGBT驅(qū)動芯片 EXB841的驅(qū)動信號，穩(wěn)壓二極管VSl的陰極通過一個電阻R12與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的 15腳相連，穩(wěn)壓二極管VSl的陽極與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的14腳相連，另一個次級的輸出與全橋整流電路、LC濾波電路相連，再和可變電阻R8和定值電阻RlO相連，定值電阻RlO 與穩(wěn)壓二極管VS3并聯(lián)，此穩(wěn)壓二極管VS3兩端的電壓作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的供電電壓，穩(wěn)壓二極管VS3的陰極與IGBT驅(qū)動芯片EXB841的2腳相連，穩(wěn)壓二極管VS3的陽極與9腳相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓脈沖電源，其特征在于，所述與IGBT相等個數(shù)的 IGBT驅(qū)動電路均采用EXB841作為IGBT的驅(qū)動芯片，具有三個輸出端，第一個輸出端是芯片EXB841的6腳，通過過流檢測電路與IGBT的集電極相連，第二個輸出端是芯片EXB841 的3腳，通過柵極保護電路與IGBT的柵極相連，第三個輸出端是芯片EXB841的I腳，直接與IGBT的發(fā)射極相連，IGBT的柵極通過柵壓限幅電路與發(fā)射極相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓脈沖電源，其特征在于，所述與IGBT相等個數(shù)的 IGBT保護電路均包括壓敏電阻、緩沖電路、靜態(tài)均壓電路和動態(tài)均壓電路；壓敏電阻R17 的兩端分別與IGBT的集電極和發(fā)射極相連；緩沖電路由電阻R14、二極管VD3和電容C9組成；靜態(tài)均壓電路由靜態(tài)分壓電阻R15、R16組成；動態(tài)均壓電路由動態(tài)均壓電容CIO、Cll 組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓脈沖電源。包括高壓直流電源、儲能電容、STC89C52單片機、MOSFET開關電路、多個IGBT串聯(lián)電路、與IGBT相等個數(shù)的電流互感器、與IGBT相等個數(shù)的IGBT驅(qū)動電路和與IGBT相等個數(shù)的IGBT保護電路。本發(fā)明利用STC89C52單片機輸出的PWM信號作為控制信號，調(diào)節(jié)PWM的占空比和頻率，實現(xiàn)對IGBT通斷中脈寬和頻率的調(diào)節(jié)；與IGBT相等個數(shù)的電流互感器都具有一個初級和兩個次級，采用初級串聯(lián)連接、次級獨立輸出的連接方式，兩個次級的輸出分別作為IGBT驅(qū)動芯片EXB841的驅(qū)動信號和供電電壓，既可實現(xiàn)對每個驅(qū)動芯片的獨立驅(qū)動，又可實現(xiàn)低壓側和高壓側的電隔離。
文檔編號H02M1/08GK103036469SQ201210531759
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者王劍平, 江婷婷, 余琳, 黃康, 王海軍, 蓋玲 申請人:浙江大學