一种低输入电功率紧凑型重频高压充电电源的利记博彩app

本发明涉及脉冲功率领域，具体是一种高功率脉冲功率源的高压充电电源，可应用于高功率微波源技术研究，也可在工业、医疗等脉冲功率技术领域发挥作用。

背景技术：

重频高压充电电源作为为重频高功率脉冲功率源的重要组成部分，用于给功率源中的marx发生器或脉冲形成线提供能量及进行数十千伏的重频高压充电。高压充电电源通常采用软开关技术高压开关电源产生一个毫秒量级的高压脉冲给高功率脉冲功率源进行充电。此类高压充电电源的不足之处在于：由于直接从供电系统馈电，并未实现供给能量在时间尺度上的压缩，导致电源输入电功率大于输出电功率且与输出电功率为一数量级，一般均为kw级或十kw级，存在输入电功率高的问题，这大大限制了基于此类高压充电电源的高功率脉冲功率源在低供电功率应用场合的使用。当前高功率脉冲功率源应用领域或潜在应用领域十分广泛，存在着较多供电系统供给电功率很低的情况，例如机载高功率脉冲功率装置，其供电系统供给充电电源的电功率仅为几百瓦，上述高压充电电源并不能应用于此类应用场合。

目前没有人同时从低输入电功率（可低至数瓦）、输出高充电电压（数十千伏甚至百千伏）、可重频工作角度去关注高压充电电源的设计。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电源，解决传统重频高压充电电源输入电功率高的缺点，同时采用集成一体化小型化结构设计，提供一种低输入电功率紧凑型重频高压充电电源，能够实现低输入电功率、紧凑型、重频高压（数十千伏）充电脉冲输出。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种低输入电功率紧凑型重频高压充电电源，从输入端到输出端包括充电器、低压单元、高压单元和充电负载；

所述充电器的一端用于连接供电系统，且所述充电器为便携式可移动，所述供电系统或为直流电源、或为交流电源，所述充电器的馈电功率不大于500瓦；

所述高压单元对低压单元超级电容器组的低压直流电进行变换后输出正负电压均不低于50千伏高压。

在上述技术中，所述低压单元包括超级电容器组和串联谐振电路，所述超级电容器组的输入端与充电器连接，超级电容器组的输出端与串联谐振电路连接。

在上述技术中，所述高压单元包括从输入到输出依次连接的高频高压变压器和高压整流滤波电路。

在上述技术中，包括控制电路，所述控制电路的控制信号输出端连接到串联谐振电路和充电器。

在上述技术中，所述串联谐振电路与控制电路构成超级电容器组输出的开关电路。

在上述技术中，所述充电电源的工作过程为：

将充电器与供电系统连接，供电系统通过充电器向低压单元中的超级电容器组进行充电；

当超级电容器组充电一定时间后，由控制电路检测超级电容器组中的电压达到相应的设定值后，控制电路控制充电器停止工作，并控制串联谐振电路导通；

串联谐振电路导通后，由超级电容器组经高压单元中的高频高压变压器进行重频高压变换；

高压整流滤波电路对高频高压变压器输出的高频交流高压电进行整流滤波后输出充电高压。

在上述技术中，所述供电系统可以为输出任意电压值的直流电源或交流电源。

在上述技术中，所述直流电源或交流电源为可移动电源，或车载电源，或为机载电源。

在上述技术中，经高频高压变压器重频充电过程中，超级电容器组端电压不断降低，充电电流不断减小，通过实时采样高压充电电压、闭环反馈控制及增加充电时间来保证每个高压充电脉冲幅值的一致性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

从低输入电功率（可低至数瓦）、输出高充电电压（数十千伏甚至百千伏）、可重频工作角度去关注高压充电电源的设计，在保证重频高压充电的前提下采用了基于超级电容器组的前级低压储能技术，使得整个充电电源的输入电功率大幅度减低；同时进行充电电源各部件及部件间的紧凑性结构设计，使得电源结构大为紧凑，极大缩小了装置体积。本发明的充电电源可实现高功率脉冲功率源重频高压充电，具有快速高电压充电、重频稳定运行、体积小、重量轻、低输入电功率等优点，可应用于高功率微波源技术研究，也可在工业、医疗等脉冲功率技术领域发挥作用，在不同供电功率的供电场合、机动性要求高的场合具有广泛的应用价值。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的结果示意图；

其中1是低压单元的超级电容器组，2是低压单元的串联谐振电路，3为高压单元，包括高压高频变压器和高压整流滤波部分。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，低输入电功率紧凑型重频高压充电电源包括低压单元和高压单元两部分，低压单元由超级电容器组和串联谐振电路组成，高压单元由高频高压变压器和高压整流滤波部分组成。高压充电电源输入端（实际电气连接处为超级电容器组正负端子）外接一便携式充电器，充电器与供电系统的供电端子连接；高压充电电源输出端（实际电气连接处为高压整流滤波部分）与高功率脉冲功率源的marx发生器或脉冲形成线连接。充电电源内部依次为超级电容器组、串联谐振电路、高频高压变压器、高压整流滤波部分首尾电气连接。

本发明低输入电功率紧凑型重频高压充电电源的工作原理为：供电系统电能通过便携式充电器长时间给超级电容器组进行数百伏低压充电，充好电后充电器停止工作，然后启动串联谐振电路进行工作，超级电容器组的电能通过串联谐振电路、高频高压变压器、高压整流滤波部分组成的软开关高压开关电源输出数十千伏高压给脉冲功率源进行高压充电。在重频充电过程中，超级电容器组端电压不断降低，充电电流不断减小，通过实时采样高压充电电压、闭环反馈控制及增加充电时间来保证每个高压充电脉冲幅值的一致性。

本发明由于采用基于超级电容器组的前级低压储能技术，使得整个充电电源的输入电功率大为降低。相对而言，在高功率脉冲功率领域中，通常高压充电电源的输入电功率通常大于十千瓦甚至达到百千瓦级，而本发明的充电电源由于采用了前级长时间低压充电，输入电功率可低至数百瓦甚至数瓦，极大拓展了本发明充电电源在不同供电场合的应用范围。

本发明电源采用集成一体化紧凑型结构设计（见图2），低压单元的串联谐振电路搁置于高压单元的上方，串联谐振电路各组成部分紧密排列，高压单元各组成部分在高压绝缘耐压限度内亦紧密排布并采用变压器油绝缘。低压单元的超级电容器组采用印制电路板结构形式并通过螺钉固定于高压单元的侧面上，印制电路板结构形式减少了电容单体间的连线，同时电容单体及均衡电路均焊接至电路板上。通过上述结构设计，极大地提高了高压充电电源的的紧凑性。

按照上述思想设计出一个电源，电源最大外轮廓尺寸为360mm×330mm×300mm。超级电容器组由180个额定容量100f、额定电压2.8v的超级电容器单体串联组成，其中90个超级电容单体焊接在上层电路板上，另90个超级电容单体焊接在下层电路板上，均衡电路焊接至上、下层电路板上，上、下两组超级电容组件采用三块厚度为3mm的环氧玻璃布板进行绝缘与固定。超级电容器组的最大外轮廓尺寸为280mm×280mm×120mm。超级电容器组通过4颗十字槽盘头螺钉m5×12固定于高压单元的侧面。

高压单元和低压单元的串联谐振电路中间为铜质母板，母板上方为串联谐振电路，其组成部分控制及低压电源转换电路、触发电路、逆变器、谐振电感、谐振电容从左至右紧密排布。逆变器由两个1200v/600a的igbt组件组成，谐振电感参数为2.6μh，谐振电容参数为2.0μf。低压单元的最大外轮廓尺寸为340mm×186mm×73mm。母板下方为高压单元，单元中的高频高压脉冲变压器、高压整流滤波部分等部件搁置于矩形变压器油箱中，高频高压脉冲变压器变比为1:145，设计功率为20kw。高压单元的最大外轮廓尺寸为355mm×195mm×196mm。

具体工作过程如下：电源通过充电器从28.5vdc供电系统馈电，然后给超级电容器组充电至490vdc，馈电最大电功率小于500w，充电时间小于60s。超级电容器组充电完成后充电器停止工作。然后启动串联谐振电路工作，从超级电容器组吸收能量给高功率脉冲源进行重频（10hz/10个脉冲）高压充电，正充电电压和负充电电压均不小于50kv。

本发明的与现有高压充电电源的最大区别在于增加了低压单元，通过控制可以使得利用直流电源低功率的长时间对超级电容器组进行充电，然后通过高压变换输出高压电源，最大的好处就在于本电源可以脱离传统交流电源（市电）的固定充电方式，可以实现在野外或者车载或者机载以及特殊环境下不具备交流电源（市电）的地方进行工作，极大的提高了适用范围，极大降低了电源在充电过程中的供电功率。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。