專利名稱：脈沖開關(guān)控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖發(fā)射技術(shù)，具體涉及一種脈沖開關(guān)控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
由于具有控制簡單、切換速度快、雙極式輸出等諸多優(yōu)點(diǎn)，H型橋式發(fā)射脈沖電路 被廣泛應(yīng)用于各種裝置中作為開關(guān)變換器進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。例如，在原油電脫水脫鹽高頻高 壓脈沖電源中，脈沖開關(guān)控制裝置是比較重要的部件之一，脈沖開關(guān)控制裝置以開關(guān)變換 器為核心進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電功率輸出。又如，在海底油氣資源勘探發(fā)射裝置中，采用脈 沖開關(guān)控制裝置輸出理想的電流方波。圖1為現(xiàn)有H型橋式發(fā)射脈沖電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，H型橋式發(fā)射脈 沖電路的主體結(jié)構(gòu)包括4個(gè)等效開關(guān)器件Kp K2, K3和K4，每個(gè)等效開關(guān)器件可以由多個(gè)單 開關(guān)器件串并聯(lián)而成。在控制方式上，現(xiàn)有H型橋式發(fā)射脈沖電路采用成對(duì)控制方式，即 等效開關(guān)器件K1和K4、等效開關(guān)器件K2和K3分別受控制信號(hào)U14和U23的控制。當(dāng)控制信 號(hào)U14為導(dǎo)通控制信號(hào)、控制信號(hào)U23為關(guān)斷控制信號(hào)時(shí)，等效開關(guān)器件K1和K4導(dǎo)通，電流 由電源正極經(jīng)過等效開關(guān)器件K1、負(fù)載&、等效開關(guān)器件K4流入電源負(fù)極，在負(fù)載&上電流 流向?yàn)閺墓?jié)點(diǎn)A至節(jié)點(diǎn)B，此時(shí)的負(fù)載狀態(tài)規(guī)定為正向電壓脈沖。在正向電壓脈沖向零向 電壓切換時(shí)，需要將等效開關(guān)器件K1和K4關(guān)斷，即此時(shí)4個(gè)等效開關(guān)器件都處于關(guān)斷狀態(tài)。 當(dāng)控制信號(hào)U23為導(dǎo)通控制信號(hào)、控制信號(hào)U14為關(guān)斷控制信號(hào)時(shí)，等效開關(guān)器件K2和K3導(dǎo) 通，電流由電源經(jīng)過等效開關(guān)器件K3、負(fù)載&、等效開關(guān)器件K2流入電源負(fù)極，在負(fù)載&上 電流流向?yàn)閺墓?jié)點(diǎn)B至節(jié)點(diǎn)A，此時(shí)的負(fù)載狀態(tài)規(guī)定為負(fù)向電壓脈沖。實(shí)際使用表明，隨著系統(tǒng)運(yùn)行狀況不同，負(fù)載&具有不同的特性，是一種非常復(fù)雜 的等效負(fù)載。在某種工況下，負(fù)載&呈阻性，但在其它多數(shù)工況下，負(fù)載&呈感性或呈容 性。圖2a和圖2b分別為理想和實(shí)際電壓或電流波形的示意圖。在負(fù)載呈阻性的理想情況 下，負(fù)載上施加的是雙極性矩形波，如圖2a所示。而負(fù)載呈感性或呈容性時(shí)，負(fù)載上施加的 電流或電壓波形嚴(yán)重失真，波形前沿呈指數(shù)上升，后沿呈斜階躍下降而使波形拖尾，如圖2b 所示。另外，即使在負(fù)載呈阻性的情況下，由于脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)，負(fù)載上施加的 電流或電壓也同樣會(huì)出現(xiàn)如圖2b所示的波形。研究表明，后沿下降拖尾波形將嚴(yán)重影響負(fù) 載的工作性能。實(shí)際使用中，希望后沿波形拖尾的時(shí)間越短越好。以原油電脫水脫鹽應(yīng)用為例，后沿下降拖尾波形影響負(fù)載工作性能具體體現(xiàn)在(1)當(dāng)電脫水脫鹽負(fù)載呈感性時(shí)，電流不能突變，負(fù)載儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量需要合適的 回路釋放。二極管為線圈繞組提供續(xù)流回路，因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻相對(duì)負(fù)載阻抗很小，所以線圈 向電源放電。在產(chǎn)生負(fù)向脈沖過程中，電流回路為節(jié)點(diǎn)A—等效開關(guān)器件K2—電源負(fù)極 —電源正極一等效開關(guān)器件K3 —節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載& —節(jié)點(diǎn)A。在負(fù)向脈沖電壓向零向電壓切 換時(shí)，電流回路為節(jié)點(diǎn)A —等效開關(guān)器件K1 —電源正極一電源負(fù)極一等效開關(guān)器件K4 — 節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載& —節(jié)點(diǎn)A。由此可見，當(dāng)電脫水脫鹽負(fù)載呈感性時(shí)，由于負(fù)載的能量在短時(shí) 間內(nèi)難以釋放，因此會(huì)影響電脫水脫鹽電源脈沖的頻率、占空比以及脈沖寬度，無法提供高
5頻脈沖電場(chǎng)。(2)當(dāng)電脫水脫鹽負(fù)載呈容性時(shí)，負(fù)載電壓不能突變，容性負(fù)載儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量需 要合適的回路釋放。但由于H型橋式發(fā)射脈沖電路的現(xiàn)有成對(duì)控制方式無法提供合適的放 電回路，因此也會(huì)影響電脫水脫鹽電源脈沖的頻率、占空比以及脈沖寬度，無法提供高頻脈 沖電場(chǎng)。(3)前面分析表明，由于需要向電源放電，因此在放電過程中會(huì)對(duì)電源中的電子器 件產(chǎn)生沖擊，不僅降低了電源的工作可靠性，而且縮短了電源的使用壽命。(4)同時(shí)，向電源放電時(shí)對(duì)直流電源的沖擊會(huì)耦合到開關(guān)電源變壓器的其它繞組 上，造成多路變壓器及其繞組的電壓不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種脈沖開關(guān)控制裝置及控制方法，有效消除由 呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流或電壓拖尾，減小 脈沖電流或電壓的波形失真。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種脈沖開關(guān)控制裝置，包括由第一開關(guān)單 元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成的H型橋式發(fā)射脈沖模塊，所述第一 開關(guān)單元和第四開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和第三開關(guān)單元組成對(duì)角開關(guān)組，所述第一開關(guān) 單元和第三開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成相對(duì)開關(guān)組；還包括一控制模塊， 所述控制模塊分別與每個(gè)開關(guān)單元連接，用于在發(fā)射脈沖時(shí)控制一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān) 單元導(dǎo)通，另一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成脈沖回路，在發(fā)射脈沖停止時(shí)，控制 一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元導(dǎo)通，另一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成放電回路。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射正向脈 沖停止時(shí)關(guān)斷；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射正 向脈沖停止時(shí)導(dǎo)通；第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向 脈沖停止時(shí)關(guān)斷；第四控制端，用于控制所述第四開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈 沖停止時(shí)導(dǎo)通。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈沖停止時(shí) 導(dǎo)通；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈沖停止關(guān)斷； 第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射正向脈沖停止時(shí) 導(dǎo)通；第四控制端，用于控制所述第四開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射正向脈沖停 止時(shí)關(guān)斷。進(jìn)一步地，所述控制模塊包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí) 關(guān)斷；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí)導(dǎo) 通；第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射負(fù)向脈沖停止 時(shí)關(guān)斷；第四控制端，用于控制所述第四開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射負(fù)向脈沖 停止時(shí)導(dǎo)通。
進(jìn)一步地，所述控制模塊包括第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制 端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射負(fù)向脈 沖停止時(shí)導(dǎo)通；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射負(fù) 向脈沖停止時(shí)關(guān)斷；第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向 脈沖停止時(shí)導(dǎo)通；第四控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈 沖停止時(shí)關(guān)斷。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元的一端通過第一節(jié)點(diǎn) 連接，另一端分別連接電源的正負(fù)極，所述第三開關(guān)單元與第四開關(guān)單元的一端通過第二 節(jié)點(diǎn)連接，另一端分別連接電源的正負(fù)極，所述第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置負(fù)載，所述放 電回路上設(shè)置放電負(fù)載。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種脈沖開關(guān)控制方法，脈沖開關(guān)包括由 第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成的H型橋式發(fā)射脈沖電 路，所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和第三開關(guān)單元組成對(duì)角開關(guān)組，所 述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成相對(duì)開關(guān)組；所述方 法包括在發(fā)射脈沖時(shí)，向一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)對(duì) 角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，形成脈沖回路；在發(fā)射脈沖停止時(shí)，向一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一 個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，形成放電回路。進(jìn)一步地，所述向一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)對(duì) 角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)具體為向所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和 第三開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)；或向所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和 第三開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)。進(jìn)一步地，所述向一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)相 對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)具體為向所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和 第四開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)；或向所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和 第四開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種采用本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置的高頻高壓脈沖電源，包括低 壓直流電源裝置、大功率逆變裝置、脈沖變壓器裝置、控制裝置和檢測(cè)裝置，其中，所述低壓直流電源裝置用于對(duì)低壓交流電進(jìn)行整流濾波處理，輸出幅值經(jīng)過調(diào)整 的低壓直流電源；所述大功率逆變裝置與所述低壓直流電源裝置連接，用于對(duì)所述低壓直流電源進(jìn) 行逆變處理，通過占空比調(diào)制輸出幅值經(jīng)過調(diào)整的雙極性低壓脈沖電源；所述脈沖變壓器裝置與所述大功率逆變裝置連接，用于對(duì)所述雙極性低壓脈沖電 源進(jìn)行升壓和整流濾波處理，輸出高壓直流電源；
所述脈沖開關(guān)控制裝置與所述脈沖變壓器裝置連接，向負(fù)載輸出頻率經(jīng)過調(diào)整的 高壓高頻脈沖電源；所述檢測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)所述脈沖開關(guān)控制裝置輸出高壓高頻脈沖電源的電流和 電壓，獲取輸出參數(shù)；所述控制裝置分別與所述低壓直流電源裝置、大功率逆變裝置、脈沖開關(guān)控制裝 置和檢測(cè)裝置連接，用于根據(jù)所述輸出參數(shù)調(diào)節(jié)所述低壓直流電源的幅值、所述雙極性低 壓脈沖電源的幅值和所述高壓高頻脈沖電源的頻率。本發(fā)明提供了一種脈沖開關(guān)控制裝置及控制方法，通過在向負(fù)載施加正向或反向 脈沖停止時(shí)形成放電回路，有效消除了由呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān) 斷延時(shí)帶來的脈沖電流或電壓拖尾，有效減小了脈沖電流或電壓的波形失真。


圖1為現(xiàn)有H型橋式發(fā)射脈沖電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a和圖2b分別為理想和實(shí)際電壓或電流波形的示意圖；圖3為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a 圖4c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第一實(shí)施例的工作原理圖；圖5a 圖5c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第二實(shí)施例的工作原理圖；圖6a和圖6b為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第三實(shí)施例的工作原理圖；圖7a和圖7b為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第四實(shí)施例的工作原理圖；圖8a 圖8c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第五實(shí)施例的工作原理圖；圖9a 圖9c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第六實(shí)施例的工作原理圖；圖IOa和圖IOb為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第七實(shí)施例的工作原理圖；圖Ila和圖lib為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第八實(shí)施例的工作原理圖；圖12為本發(fā)明高頻高壓脈沖電源的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。經(jīng)本申請(qǐng)發(fā)明人的深入研究表明，由于現(xiàn)有成對(duì)控制方式缺乏良好的放電回路， 在脈沖狀態(tài)切換時(shí)產(chǎn)生虛電壓，因此導(dǎo)致脈沖電流或電壓波形嚴(yán)重失真。為此，本發(fā)明提供 了一種根據(jù)負(fù)載情況自適應(yīng)地脈沖截尾控制方案，通過在脈沖狀態(tài)切換時(shí)形成放電回路， 有效消除由呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流或電壓 波形拖尾，有效減小脈沖電流或電壓波形失真。圖3為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本發(fā)明脈沖開關(guān)控 制裝置的主體結(jié)構(gòu)包括H型橋式發(fā)射脈沖模塊和控制模塊，控制模塊與H型橋式發(fā)射脈沖 模塊連接，用于控制H型橋式發(fā)射脈沖模塊向負(fù)載施加正向脈沖或反向脈沖，在施加正向 脈沖或反向脈沖停止時(shí)，控制模塊控制H型橋式發(fā)射脈沖模塊形成放電回路，通過快速放 電回路有效截掉由呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流 或電壓波形拖尾。具體地，本發(fā)明H型橋式發(fā)射脈沖模塊包括第一開關(guān)單元S1 (Vn和Vdi)、第二開關(guān)單元S2 (VT2和VD2)、第三開關(guān)單元S3 (Vt3和VD3)和第四開關(guān)單元S4 (Vt4和Vd4)。在圖3所示 結(jié)構(gòu)中，每個(gè)開關(guān)單元的等效電路為開關(guān)管Vt和二極管VD，實(shí)際應(yīng)用中，作為等效開關(guān)器件 的開關(guān)單元可以由多個(gè)單開關(guān)器件串并聯(lián)而成。第一開關(guān)單元S1與第二開關(guān)單元S2串接 在電源正負(fù)極之間，第三開關(guān)單元S3與第四開關(guān)單元S4串接在電源正負(fù)極之間，即第一開 關(guān)單元S1與第二開關(guān)單元S2的一端通過第一節(jié)點(diǎn)A連接，另一端分別連接電源的正負(fù)極， 第三開關(guān)單元S3與第四開關(guān)單元S4的一端通過第二節(jié)點(diǎn)B連接，另一端分別連接電源的正 負(fù)極，負(fù)載&設(shè)置在第一節(jié)點(diǎn)A與第二節(jié)點(diǎn)B之間，構(gòu)成H型橋式電路結(jié)構(gòu)。為了更清楚 地描述本發(fā)明的技術(shù)方案，將位于對(duì)角位置的開關(guān)單元稱之為對(duì)角開關(guān)組，將位于相對(duì)位 置的開關(guān)單元稱之為相對(duì)開關(guān)組，即將第一開關(guān)單元S1和第四開關(guān)單元S4稱之為一個(gè)對(duì)角 開關(guān)組，第二開關(guān)單元S2和第三開關(guān)單元S3稱之為另一個(gè)對(duì)角開關(guān)組；將位于負(fù)載& 一側(cè) 的第一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S2稱之為一個(gè)相對(duì)開關(guān)組，位于負(fù)載&另一側(cè)的第二 開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4稱之為另一個(gè)相對(duì)開關(guān)組。本發(fā)明控制模塊包括第一控制端U1、第二控制端U2、第三控制端U3和第四控制端 U4,第一控制端U1與第一開關(guān)單元S1連接，第二控制端U2與第二開關(guān)單元S2連接，第三控制 端U3與第三開關(guān)單元S3連接，第四控制端U4與第四開關(guān)單元S4連接，每個(gè)控制端控制相應(yīng) 的開關(guān)單元導(dǎo)通或關(guān)斷，使H型橋式發(fā)射脈沖模塊向負(fù)載施加正向脈沖或反向脈沖，在施 加正向脈沖或反向脈沖停止時(shí)，控制H型橋式發(fā)射脈沖模塊形成放電回路，通過快速放電 回路有效截掉由呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流或 電壓波形拖尾。具體地，在發(fā)射脈沖時(shí)，控制模塊中的控制端控制一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān) 單元導(dǎo)通，另一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成脈沖回路，向負(fù)載施加正向脈沖或反 向脈沖；在發(fā)射脈沖停止時(shí)，控制模塊中的控制端控制一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元導(dǎo)通， 另一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成放電回路，有效截掉由呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載 及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流或電壓波形拖尾。上述控制端與開關(guān)單元的 連接實(shí)際上是控制端與開關(guān)單元中的開關(guān)管連接。下面通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。第一實(shí)施例圖4a 圖4c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第一實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控制 模塊由控制端U1、U2、U3和U4示意。在向負(fù)載施加正向脈沖時(shí)，控制單元中的第一控制端U1和第四控制端U4分別向第 一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn和第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，控制第一開 關(guān)單元S1和第四開關(guān)單元S4導(dǎo)通，控制單元中的第二控制端U2和第三控制端U3分別向第 二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2和第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，控制第二開 關(guān)單元S2和第三開關(guān)單元S3關(guān)斷，形成施加正向脈沖回路。正向電流回路LP1為直流電 源正極一第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第四開關(guān)單 元S4的開關(guān)管Vt4 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加正向脈沖，如圖4a所示。在向負(fù)載施加正向脈沖停止時(shí)，控制單元中的第一控制端U1和第三控制端U3分別 向第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn和第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，控制第 一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S3關(guān)斷，控制單元中的第二控制端U2和第四控制端U4分別 向第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2和第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，控制第二開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4導(dǎo)通，形成放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流的快速 放電回路LP2為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4 —第二開關(guān)單元S2 的二極管Vd2—第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶 來的脈沖電流波形拖尾，如圖4b所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流的快速放電回路LP3為 負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2 —第四開關(guān)單元S4的二極管Vd4 —第 二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波 形拖尾，如圖4c所示。第二實(shí)施例圖5a 圖5c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第二實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控制 模塊由控制端I^ivu3和U4示意。在前述第一實(shí)施例技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實(shí)施例在放電回 路上設(shè)置有放電負(fù)載R，通過放電負(fù)載R降低放電電流，有效保護(hù)開關(guān)管。具體地，本實(shí)施例 放電負(fù)載R設(shè)置在第一節(jié)點(diǎn)A與第二開關(guān)單元S2之間。實(shí)際應(yīng)用中，放電負(fù)載R可以設(shè)置 在與第二開關(guān)單元S2串接的線路上，即可以設(shè)置在第二開關(guān)單元S2的任意一側(cè)。在向負(fù)載施加正向脈沖時(shí)，本實(shí)施例工作原理與第一實(shí)施例相同，正向電流回路 LP1為直流電源正極一第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn) B —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加正向脈沖，如圖5a所示。在向負(fù)載施加正向脈沖停止時(shí)，本實(shí)施例各控制端的控制過程與第一實(shí)施例相 同，形成包括第二開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4的放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流 的快速放電回路LP2為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4 —第二開關(guān) 單元S2的二極管Vd2 —放電負(fù)載R —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流波形拖尾，如圖5b所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流 的快速放電回路LP3為負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —放電負(fù)載R —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管 V12 —第四開關(guān)單元S4的二極管Vd4 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載Ry從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波形拖尾，如圖5c所示。第三實(shí)施例圖6a和圖6b為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第三實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控制 模塊由控制端U1、U2、U3和U4示意。在向負(fù)載施加正向脈沖時(shí)，本實(shí)施例工作原理與第一實(shí)施例相同，正向電流回路 LP1為直流電源正極一第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn) B —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加正向脈沖，如圖4a所示。在向負(fù)載施加正向脈沖停止時(shí)，控制單元中的第一控制端U1和第三控制端U3分別 向第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn和第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，控制第 一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S3導(dǎo)通，控制單元中的第二控制端U2和第四控制端U4分別 向第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2和第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，控制第 二開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4關(guān)斷，形成放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流的快速 放電回路LP4為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第三開關(guān)單元S3的二極管Vd3 —第一開關(guān)單元S1 的開關(guān)管Vn—第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶 來的脈沖電流波形拖尾，如圖6a所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流的快速放電回路LP5S 負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —第一開關(guān)單元S1的二極管Vdi —第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波 形拖尾，如圖6b所示。第四實(shí)施例圖7a和圖7b為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第四實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控制 模塊由控制端I^lVU3和U4示意。在前述第三實(shí)施例技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實(shí)施例在放電回 路上設(shè)置有放電負(fù)載R，通過放電負(fù)載R降低放電電流，有效保護(hù)開關(guān)管。具體地，本實(shí)施例 放電負(fù)載R設(shè)置在第二節(jié)點(diǎn)B與第三開關(guān)單元S3之間。實(shí)際應(yīng)用中，放電負(fù)載R可以設(shè)置 在與第三開關(guān)單元S3串接的線路上，即可以設(shè)置在第三開關(guān)單元S3的任意一側(cè)。在向負(fù)載施加正向脈沖時(shí)，本實(shí)施例工作原理與第三實(shí)施例相同，正向電流回路 LP1為直流電源正極一第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn) B —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加正向脈沖，如圖4a所示。在向負(fù)載施加正向脈沖停止時(shí)，本實(shí)施例各控制端的控制過程與第三實(shí)施例相 同，形成包括第一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S3的放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流 的快速放電回路LP4為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —放電負(fù)載R —第三開關(guān)單元S3的二極管 Vd3 —第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流波形拖尾，如圖7a所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流 的快速放電回路LP5為負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —第一開關(guān)單元S1的二極管Vdi —第三開關(guān) 單元S3的開關(guān)管Vt3 —放電負(fù)載R —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波形拖尾，如圖7b所示。第五實(shí)施例圖8a 圖8c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第五實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控制 模塊由控制端U1、U2、U3和U4示意。在向負(fù)載施加反向脈沖時(shí)，控制單元中的第二控制端U2和第三控制端U3分別向第 二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2和第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，控制第二開 關(guān)單元S2和第三開關(guān)單元S3導(dǎo)通，控制單元中的第一控制端U1和第四控制端U4分別向第 一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn和第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，控制第一開 關(guān)單元S1和第四開關(guān)單元S4關(guān)斷，形成施加反向脈沖回路。反向電流回路LN1為直流電 源正極一第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —第二開關(guān)單 元&的開關(guān)管Vt2 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加反向脈沖，如圖8a所示。 在向負(fù)載施加反向脈沖停止時(shí)，控制單元中的第一控制端U1和第三控制端U3分別 向第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn和第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，控制第 一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S3關(guān)斷，控制單元中的第二控制端U2和第四控制端U4分別 向第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2和第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，控制第 二開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4導(dǎo)通，形成放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流的快速 放電回路LN2為負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2 —第四開關(guān)單元S4 的二極管Vd4—第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶 來的脈沖電流波形拖尾，如圖8b所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流的快速放電回路LN3為 負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4 —第二開關(guān)單元S2的二極管Vd2 —第 一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波形拖尾，如圖8c所示。第六實(shí)施例圖9a 圖9c為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第六實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控制 模塊由控制端I^ivu3和U4示意。在前述第五實(shí)施例技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實(shí)施例在放電回 路上設(shè)置有放電負(fù)載R，通過放電負(fù)載R降低放電電流，有效保護(hù)開關(guān)管。具體地，本實(shí)施例 放電負(fù)載R設(shè)置在第二節(jié)點(diǎn)B與第四開關(guān)單元S4之間。實(shí)際應(yīng)用中，放電負(fù)載R可以設(shè)置 在與第四開關(guān)單元S4串接的線路上，即可以設(shè)置在第四開關(guān)單元S4的任意一側(cè)。在向負(fù)載施加反向脈沖時(shí)，本實(shí)施例工作原理與第五實(shí)施例相同，反向電流回路 LN1為直流電源正極一第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn) A —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加反向脈沖，如圖9a所示。在向負(fù)載施加反向脈沖停止時(shí)，本實(shí)施例各控制端的控制過程與第五實(shí)施例相 同，形成包括第二開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4的放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流 的快速放電回路LN2為負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2 —第四開關(guān) 單元S4的二極管Vd4 —放電負(fù)載R —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流波形拖尾，如圖％所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流 的快速放電回路LN3為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —放電負(fù)載R —第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管 V14 —第二開關(guān)單元S2的二極管Vd2 —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波形拖尾，如圖9c所示。第七實(shí)施例圖IOa和圖IOb為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第七實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控 制模塊由控制端U1、U2、U3和U4示意。在向負(fù)載施加反向脈沖時(shí)，本實(shí)施例工作原理與第五實(shí)施例相同，反向電流回路 LN1為直流電源正極一第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管VtT3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn) A —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加反向脈沖，如圖8a所示。在向負(fù)載施加反向脈沖停止時(shí)，控制單元中的第一控制端U1和第三控制端U3分別 向第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn和第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，控制第 一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S3導(dǎo)通，控制單元中的第二控制端U2和第四控制端U4分別 向第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2和第四開關(guān)單元S4的開關(guān)管Vt4發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，控制第 二開關(guān)單元S2和第四開關(guān)單元S4關(guān)斷，形成放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流的快速放電回路LN4S 負(fù)載第一節(jié)點(diǎn)A—第一開 關(guān)單元S1的二極管Vdi —第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉 由感性負(fù)載及脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流波形拖尾，如圖IOa所示。如果 負(fù)載呈容性，電容電流的快速放電回路LN5為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第三開關(guān)單元S3的 二極管Vd3 —第一開關(guān)單元S1的開關(guān)管Vn —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及 脈沖電子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波形拖尾，如圖IOb所示。第八實(shí)施例圖Ila和圖lib為本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置第八實(shí)施例的工作原理圖，本發(fā)明控 制模塊由控制端I^lVU3和U4示意。在前述第七實(shí)施例技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實(shí)施例在放電 回路上設(shè)置有放電負(fù)載R，通過放電負(fù)載R降低放電電流，有效保護(hù)開關(guān)管。具體地，本實(shí)施
12例放電負(fù)載R設(shè)置在第一節(jié)點(diǎn)A與第一開關(guān)單元S1之間。實(shí)際應(yīng)用中，放電負(fù)載R可以設(shè) 置在與第一開關(guān)單元S1串接的線路上，即可以設(shè)置在第一開關(guān)單元S1的任意一側(cè)。在向負(fù)載施加反向脈沖時(shí)，本實(shí)施例工作原理與第七實(shí)施例相同，反向電流回路 LN1為直流電源正極一第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn) A —第二開關(guān)單元S2的開關(guān)管Vt2 —直流電源負(fù)極，向負(fù)載&施加反向脈沖，如圖8a所示。在向負(fù)載施加反向脈沖停止時(shí)，本實(shí)施例各控制端的控制過程與第七實(shí)施例相 同，形成包括第一開關(guān)單元S1和第三開關(guān)單元S3的放電回路。如果負(fù)載呈感性，電感電流 的快速放電回路LN4為負(fù)載& —第一節(jié)點(diǎn)A —放電負(fù)載R —第一開關(guān)單元S1的二極管 Vdi —第三開關(guān)單元S3的開關(guān)管Vt3 —第二節(jié)點(diǎn)B —負(fù)載&，從而截掉由感性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流波形拖尾，如圖Ila所示。如果負(fù)載呈容性，電容電流 的快速放電回路LN5為負(fù)載& —第二節(jié)點(diǎn)B —第三開關(guān)單元S3的二極管Vd3 —第一開關(guān) 單元S1的開關(guān)管Vn —放電負(fù)載R —第一節(jié)點(diǎn)A —負(fù)載&，從而截掉由容性負(fù)載及脈沖電 子開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電壓波形拖尾，如圖lib所示。通過上述實(shí)施例可以看出，在向負(fù)載施加正向或反向脈沖停止時(shí)，即在脈沖狀態(tài) 切換時(shí)，本發(fā)明通過形成放電回路，有效消除了由呈感性負(fù)載、呈容性負(fù)載及脈沖電子開關(guān) 器件關(guān)斷延時(shí)帶來的脈沖電流或電壓波形拖尾，有效減小了脈沖電流或電壓波形失真。圖12為本發(fā)明高頻高壓脈沖電源的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，本發(fā)明高頻高壓 脈沖電源的主體結(jié)構(gòu)包括低壓直流電源裝置、大功率逆變裝置、脈沖變壓器裝置、脈沖開關(guān) 控制裝置、電脫鹽脫水負(fù)載、控制裝置和檢測(cè)裝置，其中脈沖開關(guān)控制裝置采用前述第一實(shí) 施例 第八實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。具體地，低壓直流電源裝置用于對(duì)低壓交流電進(jìn)行整流濾波處 理，輸出幅值經(jīng)過調(diào)整的低壓直流電源；大功率逆變裝置與低壓直流電源裝置連接，用于對(duì) 低壓直流電源進(jìn)行逆變處理，通過占空比調(diào)制輸出幅值經(jīng)過調(diào)整的雙極性低壓脈沖電源； 脈沖變壓器裝置與大功率逆變裝置連接，用于對(duì)雙極性低壓脈沖電源進(jìn)行升壓和整流濾波 處理，輸出高壓直流電源；脈沖開關(guān)控制裝置與脈沖變壓器裝置連接，用于對(duì)高壓直流電源 進(jìn)行處理，向負(fù)載輸出頻率經(jīng)過調(diào)整的高壓高頻脈沖電源；檢測(cè)裝置連接在負(fù)載的兩端，用 于監(jiān)測(cè)脈沖開關(guān)控制裝置輸出高壓高頻脈沖電源的電流和電壓，獲取輸出參數(shù)；控制裝置 分別與低壓直流電源裝置、大功率逆變裝置、脈沖開關(guān)控制裝置和檢測(cè)裝置連接，用于根據(jù) 檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到的輸出參數(shù)調(diào)節(jié)低壓直流電源裝置輸出的低壓直流電源的幅值、大功率逆 變裝置輸出的雙極性低壓脈沖電源的幅值和脈沖開關(guān)控制裝置輸出的高壓高頻脈沖電源 的頻率。本發(fā)明還提供了一種脈沖開關(guān)控制方法，脈沖開關(guān)采用前述本發(fā)明H型橋式發(fā)射 脈沖模塊結(jié)構(gòu)，包括由第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成的 H型橋式發(fā)射脈沖電路，第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和第三開關(guān)單元分別 組成對(duì)角開關(guān)組，第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元分別組成 相對(duì)開關(guān)組。脈沖開關(guān)控制方法包括在發(fā)射脈沖時(shí)，向一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)對(duì) 角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，形成脈沖回路；在發(fā)射脈沖停止時(shí)，向一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一 個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，形成放電回路。
其中，所述向一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)對(duì)角開 關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)具體為向所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo) 通控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)；或向所述第一開關(guān) 單元和第四開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控 制信號(hào)。其中，所述向一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)相對(duì)開 關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)具體為向所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送關(guān) 斷控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)；或向所述第一開關(guān) 單元和第三開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控 制信號(hào)。本發(fā)明脈沖開關(guān)控制方法的處理流程已在前述本發(fā)明脈沖開關(guān)控制裝置的技術(shù) 方案中詳細(xì)說明，這里不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明得到國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)支持，項(xiàng)目名稱為高效節(jié)能環(huán) 保原油混沌脈沖電脫水器產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究，項(xiàng)目編號(hào)為2007AA05Z230。本發(fā)明得到 北京市教育委員會(huì)共建項(xiàng)目專項(xiàng)資助。本發(fā)明得到中國石油大學(xué)(北京)前瞻導(dǎo)向項(xiàng)目資 助，批準(zhǔn)號(hào)為2010QZ03。
權(quán)利要求
1.一種脈沖開關(guān)控制裝置，包括由第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四 開關(guān)單元組成的H型橋式發(fā)射脈沖模塊，所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元、第二開關(guān)單 元和第三開關(guān)單元組成對(duì)角開關(guān)組，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元、第二開關(guān)單元和 第四開關(guān)單元組成相對(duì)開關(guān)組；其特征在于，還包括一控制模塊，所述控制模塊分別與每個(gè) 開關(guān)單元連接，用于在發(fā)射脈沖時(shí)控制一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元導(dǎo)通，另一個(gè)對(duì)角開 關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成脈沖回路，在發(fā)射脈沖停止時(shí)，控制一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān) 單元導(dǎo)通，另一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成放電回路。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖開關(guān)控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括第一控制 端、第二控制端、第三控制端和第四控制端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射正向脈沖停 止時(shí)關(guān)斷；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射正向脈沖停 止時(shí)導(dǎo)通；第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈沖停止時(shí)關(guān)斷；第四控制端，用于控制所述第四開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈沖停止時(shí)導(dǎo)ο
3.如權(quán)利要求1所述的脈沖開關(guān)控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括第一控制 端、第二控制端、第三控制端和第四控制端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈沖停止時(shí)導(dǎo)通；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖和發(fā)射正向脈沖停止關(guān)斷； 第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射正向脈沖停 止時(shí)導(dǎo)通；第四控制端，用于控制所述第四開關(guān)單元在發(fā)射正向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射正向脈沖停 止時(shí)關(guān)斷。
4.如權(quán)利要求1所述的脈沖開關(guān)控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括第一控制 端、第二控制端、第三控制端和第四控制端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí)關(guān)斷；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí)導(dǎo)通；第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射負(fù)向脈沖停 止時(shí)關(guān)斷；第四控制端，用于控制所述第四開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射負(fù)向脈沖停 止時(shí)導(dǎo)通。
5.如權(quán)利要求1所述的脈沖開關(guān)控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括第一控制 端、第二控制端、第三控制端和第四控制端，其中，第一控制端，用于控制所述第一開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)關(guān)斷，在發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí)導(dǎo)通；第二控制端，用于控制所述第二開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖時(shí)導(dǎo)通，在發(fā)射負(fù)向脈沖停 止時(shí)關(guān)斷；第三控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí)導(dǎo)通；第四控制端，用于控制所述第三開關(guān)單元在發(fā)射負(fù)向脈沖和發(fā)射負(fù)向脈沖停止時(shí)關(guān)斷。
6.如權(quán)利要求1 5任一所述的脈沖開關(guān)控制裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)單元與 第二開關(guān)單元的一端通過第一節(jié)點(diǎn)連接，另一端分別連接電源的正負(fù)極，所述第三開關(guān)單 元與第四開關(guān)單元的一端通過第二節(jié)點(diǎn)連接，另一端分別連接電源的正負(fù)極，所述第一節(jié) 點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置負(fù)載，所述放電回路上設(shè)置放電負(fù)載。
7.—種脈沖開關(guān)控制方法，脈沖開關(guān)包括由第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單 元和第四開關(guān)單元組成的H型橋式發(fā)射脈沖電路，所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元、第 二開關(guān)單元和第三開關(guān)單元組成對(duì)角開關(guān)組，所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元、第二開 關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成相對(duì)開關(guān)組；其特征在于，所述方法包括在發(fā)射脈沖時(shí)，向一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)對(duì)角開 關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，形成脈沖回路；在發(fā)射脈沖停止時(shí)，向一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)相 對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，形成放電回路。
8.如權(quán)利要求7所述的脈沖開關(guān)控制方法，其特征在于，所述向一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的 開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)具體 為向所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第三 開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)；或向所述第一開關(guān)單元和第四開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第三 開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的脈沖開關(guān)控制方法，其特征在于，所述向一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中 的開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)、向另一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)具體 為向所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第四 開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)；或向所述第一開關(guān)單元和第三開關(guān)單元發(fā)送導(dǎo)通控制信號(hào)，向所述第二開關(guān)單元和第四 開關(guān)單元發(fā)送關(guān)斷控制信號(hào)。
10.一種采用權(quán)利要求1 6任一所述脈沖開關(guān)控制裝置的高頻高壓脈沖電源，其特征 在于，包括低壓直流電源裝置、大功率逆變裝置、脈沖變壓器裝置、控制裝置和檢測(cè)裝置，其 中，所述低壓直流電源裝置用于對(duì)低壓交流電進(jìn)行整流濾波處理，輸出幅值經(jīng)過調(diào)整的低 壓直流電源；所述大功率逆變裝置與所述低壓直流電源裝置連接，用于對(duì)所述低壓直流電源進(jìn)行逆變處理，通過占空比調(diào)制輸出幅值經(jīng)過調(diào)整的雙極性低壓脈沖電源；所述脈沖變壓器裝置與所述大功率逆變裝置連接，用于對(duì)所述雙極性低壓脈沖電源進(jìn) 行升壓和整流濾波處理，輸出高壓直流電源；所述脈沖開關(guān)控制裝置與所述脈沖變壓器裝置連接，向負(fù)載輸出頻率經(jīng)過調(diào)整的高壓 高頻脈沖電源；所述檢測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)所述脈沖開關(guān)控制裝置輸出高壓高頻脈沖電源的電流和電壓， 獲取輸出參數(shù)；所述控制裝置分別與所述低壓直流電源裝置、大功率逆變裝置、脈沖開關(guān)控制裝置和 檢測(cè)裝置連接，用于根據(jù)所述輸出參數(shù)調(diào)節(jié)所述低壓直流電源的幅值、所述雙極性低壓脈 沖電源的幅值和所述高壓高頻脈沖電源的頻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脈沖開關(guān)控制裝置及控制方法。脈沖開關(guān)控制裝置包括由第一開關(guān)單元、第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元組成的H型橋式發(fā)射脈沖模塊，第一和第四開關(guān)單元、第二和第三開關(guān)單元組成對(duì)角開關(guān)組，第一和第三開關(guān)單元、第二和第四開關(guān)單元組成相對(duì)開關(guān)組，還包括一控制模塊，控制模塊分別與每個(gè)開關(guān)單元連接，用于在發(fā)射脈沖時(shí)控制一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元導(dǎo)通，另一個(gè)對(duì)角開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成脈沖回路，在發(fā)射脈沖停止時(shí)，控制一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元導(dǎo)通，另一個(gè)相對(duì)開關(guān)組中的開關(guān)單元關(guān)斷，形成放電回路。本發(fā)明通過形成放電回路，有效消除了脈沖電流或電壓拖尾，有效減小了脈沖電流或電壓的波形失真。
文檔編號(hào)H02M1/08GK102005908SQ201010553269
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者劉麗萱, 宋安陽, 梁志珊, 邱銀鋒, 魏學(xué)良 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)