CN103856188B - 一种高压脉冲电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种高压脉冲电路，包括：振荡电路、控制电路、开关电路及脉冲输出电路；所述振荡电路与电源相连，用于产生振荡，输出感应电压；所述控制电路与所述振荡电路相连，用于根据所述振荡电路产生的振荡控制所述开关电路导通；所述开关电路与所述控制电路相连，用于在导通时控制所述脉冲输出电路放电以产生高压脉冲；所述脉冲输出电路与所述开关电路并联，用于接收所述振荡电路输出的感应电压，根据所述开关电路的开和关反复充放电以连续输出高压脉冲。采用本发明，可产生连续的高压脉冲，成本低，电路结构简单，性能稳定。

Description

一种高压脉冲电路

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种高压脉冲电路。

背景技术

在电路领域，高压脉冲的应用越来越广泛。但是在现有技术中，通常是采用专用芯片的控制来产生高压脉冲，这些专用芯片的价格昂贵，使得高压脉冲的应用成本较高，不利于高压脉冲大范围的普及应用。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高压脉冲电路。可产生连续的高压脉冲，成本低，电路结构简单，性能稳定。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高压脉冲电路，包括：

振荡电路、控制电路、开关电路及脉冲输出电路；

所述振荡电路与电源相连，用于产生振荡，输出感应电压；

所述控制电路与所述振荡电路相连，用于根据所述振荡电路产生的振荡控制所述开关电路导通；

所述开关电路与所述控制电路相连，用于在导通时控制所述脉冲输出电路放电以产生高压脉冲；

所述脉冲输出电路与所述开关电路并联，用于接收所述振荡电路输出的感应电压，根据所述开关电路的开和关反复充放电以连续输出高压脉冲。

其中，所述振荡电路包括：第一晶体管、第二晶体管、第一充电电容及振荡变压器；

所述第一晶体管的基极接电源正极，集电极接电源正极，发射极通过所述振荡变压器的第二初级线圈接所述第二晶体管的基极；所述第二晶体管的基极通过所述第一电容接电源负极，集电极通过所述振荡变压器的第一初级线圈接所述第一晶体管的集电极，发射极接电源负极；所述第一电容一端接电源负极，另一端接所述振荡变压器的次级线圈，所述振荡变压器的次级线圈与所述第一电容的公共节点接所述第二晶体管的基极。

其中，所述控制电路包括限流电阻、第二电容、及开关二极管，所述限流电阻与所述第二电容串联后再与所述振荡变压器的次级线圈及第一电容组成的串联电路并联，所述开关二极管的正极接所述限流电阻与所述第二电容的公共节点，负极接所述开关电路。

其中，所述开关电路包括可控硅，所述可控硅与所述脉冲输出电路并联，阴极接所述振荡变压器的次级线圈，阳极接电源负极，控制极接所述开关二极管的负极。

其中，所述脉冲输出电路包括第三电容及升压变压器；所述第三电容的一端接所述可控硅的阴极，另一端接所述升压变压器的初级线圈；所述升压变压器的初级线圈另一端接所述可控硅的阳极。

其中，所述高压脉冲电路还包括整流电路，所述整流电路连接在所述振荡变压器的次级线圈与所述第二电容之间。

其中，所述整流电路包括整流二极管，所述整流二极管的正极接所述第二电容，负极接所述振荡变压器的次级线圈。

其中，所述高压脉冲电路还包括分压电阻，所述分压电阻连接在电源正极与所述第一晶体管的基极之间。

其中，所述第一晶体管及第二晶体管为NPN型晶体管。

其中，所述可控硅为单向可控硅。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

通过振荡电路产生的振荡，脉冲输出电路周期性的接收振荡电路的感应电压实现充电，控制电路根据振荡周期性的控制开关电路导通，此时脉冲输出电路短路实现放电，开关电路关断，从而产生高压脉冲，随着振荡的不断进行，控制电路间隔地控制开关电路导通，脉冲输出电路也不断地充放电，从而实现整个电路连续地输出高压脉冲，整个电路结构简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明高压脉冲电路的第一实施例组成示意图；

图2是本发明高压脉冲电路的第二实施例电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，为本发明高压脉冲电路的第一实施例组成示意图；在本实施例中，所述高压脉冲电路包括：振荡电路10、控制电路20、开关电路30及脉冲输出电路40。

所述振荡电路10与电源相连，用于产生振荡，输出感应电压。

所述控制电路20与所述振荡电路10相连，用于根据所述振荡电路10产生的振荡控制所述开关电路30导通。

所述开关电路30与所述控制电路20相连，用于在导通时控制所述脉冲输出电路40放电以产生高压脉冲。

所述脉冲输出电路40与所述开关电路30并联，用于接收所述振荡电路10输出的感应电压，根据所述开关电路30的开和关反复充放电以不断输出高压脉冲。

优选地，还可以在振荡电路10与控制电路20之间设置整流电路实现对电流的整流效果。

通过振荡电路产生的振荡，脉冲输出电路周期性的接收振荡电路的感应电压实现充电，控制电路根据振荡周期性的控制开关电路导通，此时脉冲输出电路短路实现放电，开关电路关断，从而产生高压脉冲，随着振荡的不断进行，控制电路间隔地控制开关电路导通，脉冲输出电路也不断地充放电，从而实现整个电路连续地输出高压脉冲，整个电路结构简单，成本低。

请参照图2，为本发明高压脉冲电路的第二实施例电路示意图。在本实施例中，所述振荡电路包括：第一晶体管VT1、第二晶体管VT2、第一充电电容C1及振荡变压器T1。

所述第一晶体管VT1的基极接电源正极，集电极接电源正极，发射极通过所述振荡变压器T1的第二初级线圈L2接所述第二晶体管VT2的基极；所述第二晶体管VT2的基极通过所述第一电容C1接电源负极，集电极通过所述振荡变压器T1的第一初级线圈L1接所述第一晶体管VT1的集电极，发射极接电源负极；所述第一电容C1一端接电源负极，另一端接所述振荡变压器T1的次级线圈L3，所述振荡变压器T1的次级线圈L3与所述第一电容C1的公共节点接所述第二晶体管VT1的基极。

所述控制电路包括限流电阻R2、第二电容C2、及开关二极管VD2，所述限流电阻R2与所述第二电容C2串联后再与所述振荡变压器T1的次级线圈L3及第一电容C1组成的串联电路并联，所述开关二极管VD2的正极接所述限流电阻R2与所述第二电容C2的公共节点，负极接所述开关电路。

所述开关电路包括可控硅MCR，所述可控硅MCR与所述脉冲输出电路并联，阴极接所述振荡变压器T1的次级线圈L3，阳极接电源负极，控制极接所述开关二极管VD2的负极。

所述脉冲输出电路包括第三电容C3及升压变压器T2；所述第三电容C3的一端接所述可控硅MCR的阴极，另一端接所述升压变压器T2的初级线圈；所述升压变压器T2的初级线圈另一端接所述可控硅MCR的阳极。

所述高压脉冲电路还包括整流电路，所述整流电路连接在所述振荡变压器T1的次级线圈L3与所述第二电容C2之间。

所述整流电路包括整流二极管VD1，所述整流二极管VD1的正极接所述第二电容C2，负极接所述振荡变压器T1的次级线圈L3。

所述高压脉冲电路还包括分压电阻R1，所述分压电阻R1连接在电源正极与所述第一晶体管VT1的基极之间。

所述第一晶体管VT1及第二晶体管VT2为NPN型晶体管。

所述可控硅MCR为单向可控硅。

需要说明的是，虽然图2示出了具体的振荡电路、控制电路、开关电路及脉冲输出电路，但是本发明并不限于此。本领域技术人员应当理解，本发明还可以包括其他任意合适的通过振荡连续输出高压脉冲的电路结构，但是，如图2所示的高压脉冲电路不仅结构简单，而且整个电路的实现成本低。

下面结合图2介绍本实施例高压脉冲电路的工作原理，当开关SA闭合时，电路通电，第一晶体管VT1导通，对第一电容C1充电的同时，经振荡变压器T1的第二初级线圈L2向第二晶体管VT2提供偏置电压，第二晶体管VT2导通，第一初级线圈L1中有电流流过，振荡变压器T1的次级线圈L3中产生了感应电压，极性为上负下正。次级线圈L3中的感应电压在对C1充电的同时经整流二极管VD1整流后端供电。随着充电的进行，第一电容C1上的电压逐渐升高，第一晶体管VT1的发射极电压也随之升高，当电压升高到某一阈值时，第一晶体管VT1由导通转向截止，第一电容C1经第二晶体管VT2的回路迅速放电，第二晶体管VT2随后截止。因为第一电容C1放电后电压降低，第一晶体管VT1将再次导通，第二晶体管VT2随后导通，振荡电路重复上述过程，从而产生振荡。振荡变压器T1的次级线圈中L3产生感应电压，由整流二极管VD1整流后经升压变压器T2的初级线圈对第三电容C3充电。第二电容C2、限流电阻R2，开关二极管VD2组成可控硅MCR的控制电路，第二电容C2、限流电阻R2产生的触发脉冲可触发单向可控硅MCR导通，第三电容C3经升压变压器T2的初级线圈和可控硅MCR迅速放电，此时，升压变压器T2的次级线圈中将感应出高压，可控硅MCR导通的同时，相当于振荡变压器T1的次级线圈L3被短路，可控硅MCR将关断，当第二电容C2、限流电阻R2再次产生的触发脉冲触发可控硅再次导通时，继续重复上述放电过程，输出高压脉冲，从而实现整个电路输出连续的高压脉冲。

通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点：

通过振荡电路产生的振荡，脉冲输出电路周期性的接收振荡电路的感应电压实现充电，控制电路根据振荡周期性的控制开关电路导通，此时脉冲输出电路短路实现放电，开关电路关断，从而产生高压脉冲，随着振荡的不断进行，控制电路间隔地控制开关电路导通，脉冲输出电路也不断地充放电，从而实现整个电路连续地输出高压脉冲，整个电路结构简单，成本低。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种高压脉冲电路，其特征在于，包括：振荡电路、控制电路、开关电路及脉冲输出电路；

所述振荡电路与电源相连，用于产生振荡，输出感应电压；

所述控制电路与所述振荡电路相连，用于根据所述振荡电路输出的感应电压控制所述开关电路导通；

所述开关电路与所述控制电路相连，用于在导通时控制所述脉冲输出电路放电以产生高压脉冲；

所述脉冲输出电路与所述开关电路并联，用于接收所述振荡电路输出的感应电压，根据所述开关电路的开和关反复充放电以连续输出高压脉冲；

所述振荡电路包括：第一晶体管、第二晶体管、第一电容及振荡变压器；

所述第一晶体管的基极接电源正极，集电极接电源正极，发射极通过所述振荡变压器的第二初级线圈接所述第二晶体管的基极；所述第二晶体管的基极通过所述第一电容接电源负极，集电极通过所述振荡变压器的第一初级线圈接所述第一晶体管的集电极，发射极接电源负极；所述第一电容一端接电源负极，另一端接所述振荡变压器的次级线圈，所述振荡变压器的次级线圈与所述第一电容的公共节点接所述第二晶体管的基极；

所述控制电路包括限流电阻、第二电容、及开关二极管，所述限流电阻与所述第二电容串联后再与所述振荡变压器的次级线圈及第一电容组成的串联电路并联，所述开关二极管的正极接所述限流电阻与所述第二电容的公共节点，负极接所述开关电路；

所述开关电路包括可控硅，所述可控硅与所述脉冲输出电路并联，阴极接所述振荡变压器的次级线圈，阳极接电源负极，控制极接所述开关二极管的负极。

2.如权利要求1所述的高压脉冲电路，其特征在于，所述脉冲输出电路包括第三电容及升压变压器；所述第三电容的一端接所述可控硅的阴极，另一端接所述升压变压器的初级线圈；所述升压变压器的初级线圈另一端接所述可控硅的阳极。

3.如权利要求2所述的高压脉冲电路，其特征在于，所述高压脉冲电路还包括整流电路，所述整流电路连接在所述振荡变压器的次级线圈与所述第二电容之间。

4.如权利要求3所述的高压脉冲电路，其特征在于，所述整流电路包括整流二极管，所述整流二极管的正极接所述第二电容，负极接所述振荡变压器的次级线圈。

5.如权利要求4所述的高压脉冲电路，其特征在于，所述高压脉冲电路还包括分压电阻，所述分压电阻连接在电源正极与所述第一晶体管的基极之间。

6.如权利要求5所述的高压脉冲电路，其特征在于，所述第一晶体管及第二晶体管为NPN型晶体管。

7.如权利要求6所述的高压脉冲电路，其特征在于，所述可控硅为单向可控硅。