CN103023466B - 一种高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，包括直流开关电源、隔离电感L1、限流电阻、吸收电容、吸收电阻、吸收二极管、隔离电感L2、复位绕组；直流电源经隔离电感L1，限流电阻，与吸收电容并联，然后经过隔离电感L2接入复位绕组，吸收电阻与吸收二极管串联后并联于电容两端，所述的吸收二极管阳极与吸收电阻串联接入直流电源负端；所述的吸收电容低电压端接地，复位绕组单独接入磁开关。本发明适用于采用多级磁脉冲压缩开关的准分子激励电源系统，能很好解决高重复率磁脉冲压缩系统中磁芯快速复位的问题，使磁脉冲压缩系统正常可靠运行。

Description

一种高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统
技术领域
本发明涉及一种磁脉冲压缩网络用磁芯精确复位系统，具体为高重复率准分子等脉冲气体激光器磁脉冲压缩网络用磁芯复位装置，尤其适用于KHz级高重复频率下磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位。
背景技术
1951年英国人Melville受电感饱和后阻抗迅速下降这一现象启发，提出了使用磁开关来产生大功率快脉冲的方案，随后国外对磁开关应用进行了广泛的研究。国内对磁开关研究主要集中在高压除尘设备、加速器系统、雷达系统和延长激光器快放电中的闸流管寿命。现阶段的高重复率准分子激光器使用半导体固态开关结合磁脉冲压缩技术代替闸流管，作为激光器放电激励源，能数千赫兹高重复率长寿命运行，并能很好的避免闸流管的缺点，延长激光头的使用寿命。
磁脉冲压缩开关是利用非线性电感的可饱和特性来改变电路状态的，磁开关饱和时磁芯工作在正向饱和区+Bsat，若不加复位电路，磁开关下次工作时可利用的ΔB=Bs-Br。外加复位电路使磁芯偏置到反向饱和区-Bsat，此时可利用的ΔB=Bs+Br。为了减小磁开关的体积，降低磁开关饱和后的电感值，加快磁开关饱和时能量的转移速度，需要在磁开关工作过程中对磁开关进行复位，使工作磁通密度ΔB最大。高重复率下，磁开关的精确快速复位尤为重要。在一些特殊应用场合，还要求磁开关的伏秒积精确稳定，即需要磁开关每次工作的ΔB差异很小，这就需要制作精确快速的复位电路。
发明内容
本发明的目的提供一种磁脉冲压缩网络的磁芯快速精确复位系统，解决磁开关高重复率下的快速精确复位问题，使磁开关能在高重复率下稳定工作。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，其特征在于：包括直流开关电源、隔离电感L1、限流电阻R1、吸收电容C1、吸收电阻R2、吸收二极管D1、隔离电感L2、复位绕组N1；所述的直流电源经隔离电感L1，限流电阻R1，与吸收电容C1并联，然后经过隔离电感L2接入复位绕组N1，吸收电阻R2与吸收二极管D1串联后并联于电容C1两端，所述的吸收二极管D1阳极与吸收电阻R2串联接入直流电源负端；所述的吸收电容C1低电压端接地。
所述的高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，其特征在于：所述的复位绕组N1单独接入磁开关且与磁开关绕组隔离。
所述的高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，其特征在于：所述的开关电源、隔离电感L1、吸收电阻R1、吸收二极管D1安装于复位机箱内，隔离电感L2、吸收电容C1安装在充满变压器油的油箱中。
所述的直流开关电源经限流电阻R1为磁开关提供一个恒定复位电流，使饱和后的磁芯被迅速复位到反向饱和区。
本发明的有益效果为：
本发明使用开关电源经限流电阻为磁开关提供一个恒定大小的复位电流，使磁开关饱和导通后能迅速复位到反向饱和区，增大可利用的ΔB，以减小磁开关的体积，降低磁开关饱和电感，缩短磁开关饱和后的能量转移时间，从而提高输出峰值功率。因复位绕组绕于磁开关上，所以绕组会耦合出部分能量，若此能量不能很快震荡衰减，会影响磁开关的复位精度，使磁开关在高重复率运行时不能被迅速准确的复位，进而影响激光器的稳定运行。
本发明的吸收回路能很快的震荡吸收从磁开关中耦合出的能量，快速平息冲击震荡，减小其对复位电流的影响，从而使磁开关的复位电流波动非常小，保证了对磁芯复位的速度和精度。
附图说明
图1为典型磁开关磁芯材料磁滞回线示意图。
图2为复位电流震荡示意图。
图3为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图3所示，一种高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，包括直流开关电源B、隔离电感L1、限流电阻R1、吸收电容C1、吸收电阻R2、吸收二极管D1、隔离电感L2、复位绕组N1；所述的直流电源经隔离电感L1，限流电阻R1，与吸收电容C1并联，然后经过隔离电感L2接入复位绕组N1，吸收电阻R2与吸收二极管D1串联后并联于电容C1两端，所述的吸收二极管D1阳极与吸收电阻R2串联接入直流电源负端；所述的吸收电容C1低电压端接地。
复位绕组N1单独接入磁开关且与磁开关绕组隔离。开关电源、隔离电感L1、吸收电阻R1、吸收二极管D1安装于复位机箱内，隔离电感L2、吸收电容C1安装在充满变压器油的油箱中。直流开关电源经限流电阻R1为磁开关提供一个恒定复位电流，使饱和后的磁芯被迅速复位到反向饱和区。
隔离电感L1、L2的作用为隔离从磁开关中耦合出的高压，保护直流电源，吸收电容C1，吸收二极管D1，吸收电阻R2的作用为吸收电路中的残余能量，使其快速震荡吸收，以减小其对复位电流的影响，提高复位的精度。
如图2所示，i1为使用本发明未改进型的复位电流示意图，可以看出电流震荡时间较长，平息后仍有小的波动，这样在高重复率下，没有足够的时间使电流衰减平息，同时电流的波动也影响复位的精度。i2为使用本发明改进型的复位电流示意图，可以看出耦合出的能量能被迅速衰减吸收，使复位电流很快稳定在固定数值，保证了磁芯复位的速度和精度。

Claims (2)

1.一种高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，其特征在于：包括直流开关电源、隔离电感L1、限流电阻R1、吸收电容C1、吸收电阻R2、吸收二极管D1、隔离电感L2、复位绕组N1；所述的直流电源经隔离电感L1，限流电阻R1，与吸收电容C1并联，然后经过隔离电感L2接入复位绕组N1，吸收电阻R2与吸收二极管D1串联后并联于电容C1两端，所述的吸收二极管D1阳极与吸收电阻R2串联接入直流电源负端；所述的吸收电容C1低电压端接地；
所述的开关电源、隔离电感L1、吸收电阻R1、吸收二极管D1安装于复位机箱内，隔离电感L2、吸收电容C1安装在充满变压器油的油箱中。
2.根据权利要求1所述的高重复率磁脉冲压缩网络的磁芯精确复位系统，其特征在于：所述的复位绕组N1单独接入磁开关且与磁开关绕组隔离。
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