CN109510611B - 一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，具有这样的特征，包括：高频谐振充电电源，用于产生高频交流电压；变压器组件，包括与高频谐振充电电源连接的用于传输高频交流电压的变压器原边、穿过有变压器原边的多个磁芯以及围绕固定在磁芯上的用于产生副边交流电压的多个变压器副边；多个整流电路，与变压器副边连接，用于将变压器副边产生的副边交流电压进行整流后转变为直流电压；m个n级全固态Marx发生器，与整流电路连接，具有n个用于进行充放电的电容、n个与电容连接的用于控制充电的充电开关管以及n个与电容连接的用于控制放电的放电开关管；以及负载，与n级全固态Marx发生器连接，用于接受由电容放电产生的高压脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及一种脉冲发生器，具体涉及一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器。
背景技术
Marx发生器是一种经典的脉冲功率发生装置，通过电容的并联充电，串联放电，从而生成瞬间的高压脉冲，随着半导体技术的发展，大功率固态开关器件广泛的应用于高功率电子领域，但是由于半导体器件自身的限制，存在不可避免的技术问题亟需解决。
对于不同的负载，需求不同参数的脉冲电源，单极性的矩形波脉冲特别适用于脉冲电场与介质阻挡放电等技术领域，双极性方波脉冲在食品保鲜与杀菌等方面有明显的优势。
常见的Marx发生器通常采用直流电源进行充电，其充电方式存在着一些不可避免的缺陷，首先在于随着电容级数增多，充电电流对前些级数半导体开关器件冲击较大，特别是在重载和快速变大的充电电流等条件下。其次在常见的全固态Marx技术方案中，充电回路二极管对充电电压的影响不可避免，随着Marx发生器的级数增加，二极管压降所引起的后面级数电容上的充电电压损失较大，这一现象不可避免。单纯的直流电压充电方式也限制了Marx发生器使用的灵活性。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器。
本发明提供了一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，具有这样的特征，包括：高频谐振充电电源，用于产生高频交流电压；变压器组件，用于进行磁隔离，包括与高频谐振充电电源连接的用于传输高频交流电压的变压器原边、穿过有变压器原边的多个磁芯以及围绕固定在磁芯上的用于产生副边交流电压的多个变压器副边；多个整流电路，与变压器副边连接，用于将变压器副边产生的副边交流电压进行整流后转变为直流电压；m个n级全固态Marx发生器，与整流电路连接，每个n级全固态Marx发生器具有n个用于进行充电和放电的电容、n个与电容连接的用于控制充电动作的充电开关管以及n个与电容连接的用于控制放电动作的放电开关管；以及负载，与n级全固态Marx发生器连接，用于接受由电容放电产生的高压脉冲，其中，m﹑n﹥1，一个磁芯、一个变压器副边、一个整流电路以及一个n级全固态Marx发生器构成一个充放电支路，充放电支路具有m个，一个电容、一个充电开关管以及一个放电开关管构成一个充放电回路，每个n级全固态Marx发生器中具有n个充放电回路，充放电回路之间设置有用于控制电流流向的二极管，m个n级全固态Marx发生器通过串联连接进行高压放电，每个n级全固态Marx发生器中n个电容通过并联连接来同时进行充电，当每个n级全固态Marx发生器中的n个电容折算回变压器原边时，m个充放电支路形成并联连接来进行充电。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，磁芯为环形磁芯。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，整流电路为桥式整流电路、单相半波整流电路或者单相全波整流电路。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，n级全固态Marx发生器为基于半桥结构的全固态半导体开关型Marx发生器。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，m个n级全固态Marx发生器为正极性Marx发生器、负极性Marx发生器或正极性Marx发生器与负极性Marx发生器的组合型Marx发生器。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，当产生的高压脉冲为单极性高压脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器均为正极性Marx发生器时，将第一路充放电支路的正极性Marx发生器的最后一级电容与第二路充放电支路的正极性Marx发生器的第一级电容连接，再将第二路充放电支路的正极性Marx发生器的最后一级电容与第三路充放电支路的正极性Marx发生器的第一级电容连接，以此继续连接，直至第m路的充放电支路的正极性Marx发生器的与负载的一端连接，并将负载的另一端与第一路充放电支路的正极性Marx发生器的第一级电容连接后完成m个正极性Marx发生器之间的串联连接，从而在放电时在负载上得到单极性高压脉冲。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，当产生的高压脉冲为单极性高压脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器均为负极性Marx发生器时，将第一路充放电支路的负极性Marx发生器的第一级电容与第二路充放电支路的负极性Marx发生器的最后一级电容连接，再将第二路充放电支路的负极性Marx发生器的第一级电容与第三路充放电支路的负极性Marx发生器的最后一级电容连接，以此继续连接，直至第m路充放电支路的负极性Marx发生器的第一级电容的与负载的一端连接，并将负载的另一端与第一路充放电支路的负极性Marx发生器的最后一级电容连接后完成m个负极性Marx发生器之间的串联连接，从而在放电时在负载上得到单极性高压脉冲。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，当产生的高压脉冲为单极性高压方波脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器为正极性Marx发生器与负极性Marx发生器的组合型Marx发生器时，将负极性Marx发生器的第一级电容与正极性Marx发生器第一级电容首尾相连，并将正极性Marx发生器最后一级电容与负载的一端连接，负载另一端与负极性Marx发生器的最后一级电容相连，从而在放电时在负载上得到单极性高压脉冲，并且当正极性Marx发生器与负极性Marx发生器中的充电开关管同时导通时，负载上的残存电荷得到释放，从而获得单极性高压方波脉冲。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，当产生的高压脉冲为双极性高压方波脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器均为正极性Marx发生器时，将奇数路的正极性Marx发生器的充电开关管与偶数路的正极性Marx发生器的充电开关管反向串联，使得放电时，奇数路的正极性Marx发生器的放电开关管与偶数路的正极性Marx发生器的充电开关管同时导通，此时奇数路的正极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加在负载上来产生脉冲，并以该脉冲的方向为正方向，此时产生的脉冲即为正极性高压脉冲，并且当奇数路的正极性Marx发生器的放电开关管关断且充电开关管导通时，负载上的残存电荷得到释放，从而产生正极性高压方波脉冲，当产生负极性高压方波脉冲时，将奇数路中的正极性Marx发生器的放电开关管关断，充电开关管导通，并让偶数路中的正极性Marx发生器的充电开关管关断，放电开关管导通，从而使得偶数路的正极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加到负载上，从而产生负极性高压脉冲，并且当偶数路的正极性Marx发生器的放电开关管关断且充电开关管导通时，负载上的残存电荷得到释放，从而产生负极性高压方波脉冲，从而获得双极性高压方波脉冲。
在本发明提供的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器中，还可以具有这样的特征：其中，当产生的高压脉冲为双极性高压方波脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器均为负极性Marx发生器时，将奇数路的负极性Marx发生器的充电开关管与偶数路的负极性Marx发生器的充电开关管反向串联，使得放电时，奇数路的负极性Marx发生器的放电开关管与偶数路的负极性Marx发生器的充电开关管同时导通，此时奇数路的负极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加在负载上来产生脉冲，并以该脉冲的方向为正方向，此时产生的脉冲即为正极性高压脉冲，并且当奇数路的负极性Marx发生器的放电开关管关断且充电开关管导通时，负载上的残存电荷得到释放，从而产生正极性高压方波脉冲，当产生负极性高压方波脉冲时，将奇数路中的负极性Marx发生器的放电开关管关断，充电开关管导通，偶数路中的负极性Marx发生器的充电开关管关断，放电开关管导通，从而使得偶数路的负极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加到负载上，从而产生负极性高压脉冲，并且当偶数路的负极性Marx发生器的放电开关管关断且充电开关管导通时，负载上的残存电荷得到释放，从而产生负极性高压方波脉冲，从而获得双极性高压方波脉冲。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，因为通过多级并联充电的方式对m个n级全固态Marx发生器同时充电，所以，能够有效的避免充电电流对半导体器件的冲击，减少了充电时的系统损耗，有效的提升系统效率，同时减少了二极管压降对电容上充电电压的损耗；因为采用了变压器进行磁隔离，再通过整流电路进行整流后进行充电，所以，能够避免单纯的采用多台直流电源对m个n级全固态Marx发生器充电所引起的由于在放电时电位的瞬间变化，放电电流将沿着直流电源地线构成闭合回路，从而引起大规模短路故障的问题；因为能够通过正极性Marx发生器与负极性Marx发生器进行不同的电气连接来生成单极性高压脉冲、单极性高压方波脉冲以及双极性高压方波脉冲，所以，能够满足不同的负载需求。因此，本发明的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器结构灵活、系统损耗小、系统效率高，能够根据不同的负载需求来产生不同的脉冲，具有良好的适用性。
附图说明
图1是本发明的实施例中的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器的整体结构示意图；
图2是本发明的实施例中的多路正极性Marx发生器进行叠加产生单极性高压脉冲的结构示意图；
图3是本发明的实施例中的多路负极性Marx发生器进行叠加产生单极性高压脉冲的结构示意图；
图4是本发明的实施例中的组合型Marx发生器产生单极性高压方波脉冲的结构示意图；
图5是本发明的实施例中的多路正极性Marx发生器产生双极性高压方波脉冲的结构示意图；
图6是本发明的实施例中的多路负极性Marx发生器产生双极性高压方波脉冲的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器的整体结构示意图，图2是本发明的实施例中的多路正极性Marx发生器进行叠加产生单极性高压脉冲的结构示意图。
如图1和图2所示，本实施例的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器100，高频谐振充电电源10、变压器组件20、多个整流电路30、m个n级全固态Marx发生器40以及负载50。
高频谐振充电电源10，用于产生高频交流电压。
变压器组件20，用于进行磁隔离，包括与高频谐振充电电源10连接的用于传输高频交流电压的变压器原边21、穿过有变压器原边21的多个磁芯22以及围绕固定在磁芯22上的用于产生副边交流电压的多个变压器副边23。
磁芯22为环形磁芯。
多个整流电路30，与变压器副边23连接，用于将变压器副边23产生的副边交流电压进行整流后转变为直流电压。
整流电路30为桥式整流电路、单相半波整流电路或者单相全波整流电路。
m个n级全固态Marx发生器40，与整流电路30连接，每个n级全固态Marx发生器40具有n个用于进行充电和放电的电容41、n个与电容41连接的用于控制充电动作的充电开关管42以及n个与电容41连接的用于控制放电动作的放电开关管43。
n级全固态Marx发生器40为基于半桥结构的全固态半导体开关型Marx发生器。
m个n级全固态Marx发生器40为正极性Marx发生器、负极性Marx发生器或正极性Marx发生器与负极性Marx发生器的组合型Marx发生器。
m﹑n﹥1，一个磁芯22、一个变压器副边23、一个整流电路30以及一个n级全固态Marx发生器40构成一个充放电支路，充放电支路具有m个。
一个电容41、一个充电开关管42以及一个放电开关管43构成一个充放电回路，每个n级全固态Marx发生器40中具有n个充放电回路，充放电回路之间设置有用于控制电流流向的二极管。
m个n级全固态Marx发生器40通过串联连接进行高压放电，每个n级全固态Marx发生器40中n个电容41通过并联连接来同时进行充电，当每个n级全固态Marx发生器40中的n个电容41折算回变压器原边21时，m个充放电支路形成并联连接来进行充电。
负载50，与n级全固态Marx发生器40连接，用于接受由电容41放电产生的高压脉冲。
如图2所示，当产生的高压脉冲为单极性高压脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器40均为正极性Marx发生器时，图中最下方的充放电支路为第一路，最上方的充放电支路为第m路，将第一路充放电支路的正极性Marx发生器的最后一级电容41与第二路充放电支路的正极性Marx发生器的第一级电容41连接，再将第二路充放电支路的正极性Marx发生器的最后一级电容41与第三路充放电支路的正极性Marx发生器的第一级电容41连接，以此继续连接，直至第m路的充放电支路的正极性Marx发生器的与负载50的一端连接，并将负载50的另一端与第一路充放电支路的正极性Marx发生器的第一级电容41连接后完成m个正极性Marx发生器之间的串联连接，从而在放电时在负载50上得到单极性高压脉冲。
图3是本发明的实施例中的多路负极性Marx发生器进行叠加产生单极性高压脉冲的结构示意图。
如图3所示，当产生的高压脉冲为单极性高压脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器均为负极性Marx发生器时，图中最下方的充放电支路为第一路，最上方的充放电支路为第m路，将第一路充放电支路的负极性Marx发生器的第一级电容41与第二路充放电支路的负极性Marx发生器的最后一级电容41连接，再将第二路充放电支路的负极性Marx发生器的第一级电容41与第三路充放电支路的负极性Marx发生器的最后一级电容41连接，以此继续连接，直至第m路充放电支路的负极性Marx发生器的第一级电容41的与负载50的一端连接，并将负载50的另一端与第一路充放电支路的负极性Marx发生器的最后一级电容41连接后完成m个负极性Marx发生器之间的串联连接，从而在放电时在负载50上得到单极性高压脉冲。
图4是本发明的实施例中的组合型Marx发生器产生单极性高压方波脉冲的结构示意图。
如图4所示，当产生的高压脉冲为单极性高压方波脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器40为正极性Marx发生器与负极性Marx发生器的组合型Marx发生器时，将负极性Marx发生器的第一级电容41与正极性Marx发生器第一级电容41首尾相连，并将正极性Marx发生器最后一级电容41与负载50的一端连接，负载50另一端与负极性Marx发生器的最后一级电容41相连，从而在放电时在负载50上得到单极性高压脉冲，并且当正极性Marx发生器与负极性Marx发生器中的充电开关管42同时导通时，负载50上的残存电荷得到释放，从而获得单极性高压方波脉冲。
图5是本发明的实施例中的多路正极性Marx发生器产生双极性高压方波脉冲的结构示意图。
如图5所示，当产生的高压脉冲为双极性高压方波脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器40均为正极性Marx发生器时，图中左上方与右下方的充放电支路为奇数路，左下方与右上方的充放电支路为偶数路，将奇数路的正极性Marx发生器的充电开关管42与偶数路的正极性Marx发生器的充电开关管42反向串联，使得放电时，奇数路的正极性Marx发生器的放电开关管43与偶数路的正极性Marx发生器的充电开关管42同时导通，此时奇数路的正极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加在负载50上来产生脉冲，并以该脉冲的方向为正方向，此时产生的脉冲即为正极性高压脉冲，并且当奇数路的正极性Marx发生器的放电开关管43关断且充电开关管42导通时，负载50上的残存电荷得到释放，从而产生正极性高压方波脉冲，当产生负极性高压方波脉冲时，将奇数路中的正极性Marx发生器的放电开关管43关断，充电开关管42导通，并让偶数路中的正极性Marx发生器的充电开关42管关断，放电开关管43导通，从而使得偶数路的正极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加到负载50上，从而产生负极性高压脉冲，并且当偶数路的正极性Marx发生器的放电开关管43关断且充电开关管42导通时，负载50上的残存电荷得到释放，从而产生负极性高压方波脉冲，从而获得双极性高压方波脉冲。
图6是本发明的实施例中的多路负极性Marx发生器产生双极性高压方波脉冲的结构示意图。
如图6所示，当产生的高压脉冲为双极性高压方波脉冲，并且m个n级全固态Marx发生器40均为负极性Marx发生器时，图中左上方与右下方的充放电支路为奇数路，左下方与右上方的充放电支路为偶数路，将奇数路的负极性Marx发生器的充电开关管42与偶数路的负极性Marx发生器的充电开关管42反向串联，使得放电时，奇数路的负极性Marx发生器的放电开关管43与偶数路的负极性Marx发生器的充电开关管42同时导通，此时奇数路的负极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加在负载50上来产生脉冲，并以该脉冲的方向为正方向，此时产生的脉冲即为正极性高压脉冲，并且当奇数路的负极性Marx发生器的放电开关管43关断且充电开关管42导通时，负载50上的残存电荷得到释放，从而产生正极性高压方波脉冲，当产生负极性高压方波脉冲时，将奇数路中的负极性Marx发生器的放电开关管43关断，充电开关管42导通，偶数路中的负极性Marx发生器的充电开关管42关断，放电开关管43导通，从而使得偶数路的负极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加到负载50上，从而产生负极性高压脉冲，并且当偶数路的负极性Marx发生器的放电开关管43关断且充电开关管42导通时，负载50上的残存电荷得到释放，从而产生负极性高压方波脉冲，从而获得双极性高压方波脉冲。
本实施例中的磁芯采用环形磁芯，n级全固态Marx发生器采用基于半桥结构的全固态半导体开关型Marx发生器，但是在本发明中磁芯还可以采用C型磁芯或E型磁芯，n级全固态Marx发生器还可以采用隔离电感型Marx发生器或分布电感型Marx发生器。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，因为通过多级并联充电的方式对m个n级全固态Marx发生器同时充电，所以，能够有效的避免充电电流对半导体器件的冲击，减少了充电时的系统损耗，有效的提升系统效率，同时减少了二极管压降对电容上充电电压的损耗；因为采用了变压器进行磁隔离，再通过整流电路进行整流后进行充电，所以，能够避免单纯的采用多台直流电源对m个n级全固态Marx发生器充电所引起的由于在放电时电位的瞬间变化，放电电流将沿着直流电源地线构成闭合回路，从而引起大规模短路故障的问题；因为能够通过正极性Marx发生器与负极性Marx发生器进行不同的电气连接来生成单极性高压脉冲、单极性高压方波脉冲以及双极性高压方波脉冲，所以，能够满足不同的负载需求。因此，本实施例的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器结构灵活、系统损耗小、系统效率高，能够根据不同的负载需求来产生不同的脉冲，具有良好的适用性。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于，包括：
高频谐振充电电源，用于产生高频交流电压；
变压器组件，用于进行磁隔离，包括与所述高频谐振充电电源连接的用于传输所述高频交流电压的变压器原边、穿过有所述变压器原边的多个磁芯以及围绕固定在所述磁芯上的用于产生副边交流电压的多个变压器副边；
多个整流电路，与所述变压器副边连接，用于将所述变压器副边产生的所述副边交流电压进行整流后转变为直流电压；
m个n级全固态Marx发生器，与所述整流电路连接，每个所述n级全固态Marx发生器具有n个用于进行充电和放电的电容、n个与所述电容连接的用于控制充电动作的充电开关管以及n个与所述电容连接的用于控制放电动作的放电开关管；以及
负载，与所述n级全固态Marx发生器连接，用于接受由所述电容放电产生的高压脉冲，
其中，m﹑n﹥1，
一个所述磁芯、一个所述变压器副边、一个所述整流电路以及一个所述n级全固态Marx发生器构成一个充放电支路，所述充放电支路具有m个，
一个所述电容、一个所述充电开关管以及一个所述放电开关管构成一个充放电回路，每个所述n级全固态Marx发生器中具有n个所述充放电回路，
所述充放电回路之间设置有用于控制电流流向的二极管，
所述m个n级全固态Marx发生器通过串联连接进行高压放电，
每个所述n级全固态Marx发生器中n个所述电容通过并联连接来同时进行充电，当每个所述n级全固态Marx发生器中的n个所述电容等效至所述变压器原边时，m个所述充放电支路形成串联连接来进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，所述磁芯为环形磁芯。
3.根据权利要求1所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，所述整流电路为桥式整流电路、单相半波整流电路或者单相全波整流电路。
4.根据权利要求1所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，所述n级全固态Marx发生器为基于半桥结构的全固态半导体开关型Marx发生器。
5.根据权利要求1所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，所述m个n级全固态Marx发生器为正极性Marx发生器、负极性Marx发生器或所述正极性Marx发生器与所述负极性Marx发生器的组合型Marx发生器。
6.根据权利要求5所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，当产生的所述高压脉冲为单极性高压脉冲，并且所述m个n级全固态Marx发生器均为所述正极性Marx发生器时，将第一路所述充放电支路的所述正极性Marx发生器的最后一级所述电容与第二路所述充放电支路的所述正极性Marx发生器的第一级所述电容连接，再将第二路所述充放电支路的所述正极性Marx发生器的最后一级所述电容与第三路所述充放电支路的所述正极性Marx发生器的第一级所述电容连接，以此继续连接，直至第m路的所述充放电支路的所述正极性Marx发生器的与所述负载的一端连接，并将所述负载的另一端与第一路所述充放电支路的所述正极性Marx发生器的第一级电容连接后完成m个所述正极性Marx发生器之间的串联连接，从而在放电时在所述负载上得到所述单极性高压脉冲。
7.根据权利要求5所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，当产生的所述高压脉冲为单极性高压脉冲，并且所述m个n级全固态Marx发生器均为所述负极性Marx发生器时，将第一路所述充放电支路的所述负极性Marx发生器的第一级所述电容与第二路所述充放电支路的所述负极性Marx发生器的最后一级所述电容连接，再将第二路所述充放电支路的所述负极性Marx发生器的第一级所述电容与第三路所述充放电支路的所述负极性Marx发生器的最后一级所述电容连接，以此继续连接，直至第m路所述充放电支路的所述负极性Marx发生器的第一级所述电容的与所述负载的一端连接，并将所述负载的另一端与第一路所述充放电支路的所述负极性Marx发生器的最后一级所述电容连接后完成m个所述负极性Marx发生器之间的串联连接，从而在放电时在所述负载上得到所述单极性高压脉冲。
8.根据权利要求5所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，当产生的所述高压脉冲为单极性高压方波脉冲，并且所述m个n级全固态Marx发生器为所述正极性Marx发生器与所述负极性Marx发生器的组合型Marx发生器时，将所述负极性Marx发生器的第一级所述电容与所述正极性Marx发生器第一级所述电容首尾相连，并将所述正极性Marx发生器最后一级所述电容与所述负载的一端连接，所述负载另一端与所述负极性Marx发生器的最后一级所述电容相连，从而在放电时在所述负载上得到单极性高压脉冲，并且当所述正极性Marx发生器与所述负极性Marx发生器中的所述充电开关管同时导通时，所述负载上的残存电荷得到释放，从而获得所述单极性高压方波脉冲。
9.根据权利要求5所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，当产生的所述高压脉冲为双极性高压方波脉冲，并且所述m个n级全固态Marx发生器均为所述正极性Marx发生器时，将奇数路的所述正极性Marx发生器的所述充电开关管与偶数路的所述正极性Marx发生器的充电开关管反向串联，使得放电时，奇数路的所述正极性Marx发生器的所述放电开关管与偶数路的所述正极性Marx发生器的所述充电开关管同时导通，此时奇数路的所述正极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加在所述负载上来产生脉冲，并以该脉冲的方向为正方向，此时产生的所述脉冲即为正极性高压脉冲，并且当奇数路的所述正极性Marx发生器的所述放电开关管关断且所述充电开关管导通时，所述负载上的残存电荷得到释放，从而产生正极性高压方波脉冲，
当产生负极性高压方波脉冲时，将奇数路中的所述正极性Marx发生器的所述放电开关管关断，所述充电开关管导通，并让偶数路中的所述正极性Marx发生器的所述充电开关管关断，所述放电开关管导通，从而使得偶数路的所述正极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加到所述负载上，从而产生负极性高压脉冲，并且当偶数路的所述正极性Marx发生器的所述放电开关管关断且所述充电开关管导通时，所述负载上的所述残存电荷得到释放，从而产生所述负极性高压方波脉冲，从而获得所述双极性高压方波脉冲。
10.根据权利要求5所述的一种基于Marx结构的多级谐振充电型脉冲功率发生器，其特征在于：
其中，当产生的所述高压脉冲为双极性高压方波脉冲，并且所述m个n级全固态Marx发生器均为所述负极性Marx发生器时，将奇数路的所述负极性Marx发生器的所述充电开关管与偶数路的所述负极性Marx发生器的充电开关管反向串联，使得放电时，奇数路的所述负极性Marx发生器的所述放电开关管与偶数路的所述负极性Marx发生器的所述充电开关管同时导通，此时奇数路的所述负极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加在所述负载上来产生脉冲，并以该脉冲的方向为正方向，此时产生的所述脉冲即为正极性高压脉冲，并且当奇数路的所述负极性Marx发生器的所述放电开关管关断且所述充电开关管导通时，所述负载上的残存电荷得到释放，从而产生所述正极性高压方波脉冲，
当产生负极性高压方波脉冲时，将奇数路中的所述负极性Marx发生器的所述放电开关管关断，所述充电开关管导通，偶数路中的所述负极性Marx发生器的所述充电开关管关断，所述放电开关管导通，从而使得偶数路的所述负极性Marx发生器发生串联并将电容电压叠加到所述负载上，从而产生所述负极性高压脉冲，并且当偶数路的所述负极性Marx发生器的所述放电开关管关断且所述充电开关管导通时，所述负载上的所述残存电荷得到释放，从而产生所述负极性高压方波脉冲，从而获得所述双极性高压方波脉冲。
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