CN116325505A - 电脉冲生成设备 - Google Patents

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CN116325505A CN202180060214.6A CN202180060214A CN116325505A CN 116325505 A CN116325505 A CN 116325505A CN 202180060214 A CN202180060214 A CN 202180060214A CN 116325505 A CN116325505 A CN 116325505A
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drive signal
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约纳斯·古斯塔夫松
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Scandinova Systems AB
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Scandinova Systems AB
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Abstract

披露了一种被连接或可连接到负载(90)的电脉冲生成设备(100)。该电脉冲生成设备包括电能储存模块(40)以及被配置为选择性地对该电能储存模块充电的电力供应器(30)。该电脉冲生成设备包括开关单元(50)，该开关单元被配置为使得穿过该开关单元的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到该开关单元来控制，由此，该开关单元基于该数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换。该电脉冲生成设备被配置为通过该电能储存模块的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将该电能储存模块放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到该负载。该开关单元分别连接到该电力供应器和该电能储存模块，使得基于该开关单元在其不同操作状态之间的切换，该电力供应器通过由该电力供应器供应的充电电流对该电能储存模块充电，或将该电能储存模块放电以便产生要传送到该负载的电脉冲，其中，通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状至少部分地通过对该数字驱动信号的调制来管控。控制模块(60)被配置为生成调制后的数字驱动信号并且将该数字驱动信号传输到该开关单元。基于选定电脉冲形状来生成该调制后的数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状符合该选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。

Description

电脉冲生成设备
技术领域
本发明总体上涉及电气设备领域。具体地，本发明涉及一种电脉冲生成设备。
背景技术
电脉冲可以用于比如雷达系统、粒子加速器、杀菌设备、高能激光器、微波系统或医疗设备等各种应用中。在此类和其他应用中，可能期望或需要将一个或多个电脉冲传递到负载。
比如电容器等电能储存单元或模块可以用于储存电能，该电能储存单元或模块在放电时生成可以传递到负载或脉冲变压器的电脉冲。电容器可以由连接到电源的电力供应单元或布置重复地充电。电容器可以重复地或循环地被充电和放电以便生成多个连续的电脉冲。用于生成电脉冲的布置、系统或电路可以被称为功率调制器。功率调制器可以采用脉冲变压器以便获得电脉冲的所需或期望电压。
发明内容
在功率调制器中的电脉冲生成设备可以采用电力供应器和可以充电或放电的电能储存模块。电能储存模块可以例如包括一个电容器或若干个电容器(例如，电容器组)。可以通过重复地或循环地对电能储存模块充电和放电来生成电脉冲，其中，当将电能储存模块放电时，生成电脉冲，该电脉冲可以被传送到连接到负载的变压器(例如，升压变压器)并且由该变压器接收。可能地，电脉冲可以直接传递或传送到负载。电能储存模块可以部分地或完全地被充电和放电。在已将电能储存模块放电以生成电脉冲之后，应再次将电能储存模块充电以为下一电脉冲做准备。
为了执行电能储存模块的充电和放电，电脉冲生成设备中可以包括开关或开关设备，该开关或开关设备可以选择性地将电力供应器与电能储存模块连接或断开连接。基于比如电容器等电能储存模块的放电的电脉冲生成设备的开关或开关设备可以被称为脉冲开关或脉冲开关设备。
虽然在下文中电能储存模块可以被称为电容器，但应理解，可以使用一个以上电容器和/或除电容器之外的另一或其他类型的电能储存模块，例如，电感式电能储存模块。因此，即使电能储存模块在下文中可以被称为电容器，本文的披露内容以相同方式或类似地可适用于除电容器之外的其他类型的电能储存模块。
在基于比如电容器等电能储存模块的放电的功率调制器中，在电容器的放电期间电容器的电压的‘下降’可能导致通过电容器的放电生成的电脉冲的电压的下降。因此，通过电容器的放电生成的电脉冲的形状可能不是‘平坦’或基本上‘平坦’的(即具有从电脉冲的后缘到电脉冲的前缘的恒定振幅或基本上恒定振幅)，但可以具有从电脉冲的后缘到电脉冲的前缘减小(例如，单调地减小)的振幅。在许多应用中，这样的电压下降是可接受的，但在一些应用(比如通过所生成电脉冲驱动微波放大器)中，这样的电压下降可能是不可接受的。此外，在基于比如电容器等电能储存模块的放电来生成电脉冲的许多应用中，期望或甚至需要在传送到负载的所生成电脉冲的形状方面具有增加的灵活性。例如，在一些应用中，可能期望或需要所生成电脉冲具有‘平坦’或基本上‘平坦’的形状，而电脉冲的其他方面(比如电脉冲的上升时间)不太重要，而在其他应用中，仅有所生成电脉冲具有‘平坦’或基本上‘平坦’形状可能是不够的，但也可能需要电脉冲还具有相对较快的上升时间。
鉴于上述内容，本发明的关注点是提供基于比如电容器等电能储存模块的放电的电脉冲生成设备，该电脉冲生成设备能够在由电脉冲生成设备生成的电脉冲的形状方面提供相对较高的灵活性。
为了解决这个关注点和其他关注点中的至少一个，提供了一种电脉冲生成设备以及一种用于操作根据独立权利要求所述的电脉冲生成设备的方法。优选的实施例由从属权利要求限定。
根据本发明的第一方面，提供了一种电脉冲生成设备。电脉冲生成设备被连接或可连接到负载。电脉冲生成设备包括电能储存模块和被配置为选择性地对电能储存模块充电的电力供应器。电脉冲生成设备包括开关单元，该开关单元被配置为使得穿过开关单元(例如，开关单元的两个端子之间)的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到开关单元(例如，开关单元的端子)来控制，由此，开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换。电脉冲生成设备包括与开关单元通信地连接的控制模块。电脉冲生成设备被配置为通过电能储存模块的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将电能储存模块放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到负载。开关单元分别连接到电力供应器和电能储存模块，使得基于开关单元在其不同操作状态之间的切换，电力供应器通过由电力供应器供应的充电电流对电能储存模块充电，或将电能储存模块放电以便产生要传送到负载的电脉冲，其中，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。控制模块被配置为生成调制后的数字驱动信号并且将数字驱动信号传输到开关单元。控制模块被配置为基于选定电脉冲形状来生成调制后的数字驱动信号，使得通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状符合选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
对数字驱动信号的调制可以替代地被称为数字驱动信号的调制模式，或简称为数字驱动信号的模式。
在本申请的上下文中，电脉冲的形状可以与电脉冲的振幅、上升时间、持续时间和/或下降时间(或脉冲衰减时间)中的一个或多个相关。相应地，选定电脉冲形状可以具有选定振幅、选定上升时间、选定持续时间或选定下降时间中的一个或多个。
在本申请的上下文中，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状符合选定电脉冲形状可能意指通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状变得类似于或基本上相同于选定电脉冲形状，但通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状和选定电脉冲形状不一定完全一致(但它们可能完全一致)。
如前文中提到的，可以(例如，由控制模块)基于选定电脉冲形状来生成调制后的数字驱动信号，使得通过电能储存模块的放电(基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换)产生的电脉冲的形状符合选定电脉冲形状。还如前文中提到的，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。因此，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状可以通过对选定电脉冲形状的适当选择和对对应数字驱动信号的调制来调整或调适。选定电脉冲形状和/或对对应数字驱动信号的调制(或调制模式)可以是预定义的(例如，存储在控制模块的存储器中)或例如由其操作员经由用户界面输入到控制模块中。例如，对于给定负载，可以针对数字驱动信号的不同调制(例如，针对数字驱动信号的不同调制模式)生成若干个电脉冲，以便确定将使通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状在足够的范围或程度上符合选定电脉冲形状的对数字驱动信号的调制(或调制模式)。以这种方式，可以确定与选定电脉冲形状相对应的对数字驱动信号的调制(或调制模式)。这可以针对若干个选定电脉冲形状来执行。
开关单元可以具有至少导通状态和非导通状态。可以生成调制后的数字驱动信号，使得在开关单元已变得完全导电之前，施加到开关单元以使开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流可以被多次地接通和关断或可以被连续地接通和关断。例如假如开关单元具有呈栅极形式的其电压确定开关单元的电导率的端子，则施加到开关单元以使开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流可以例如构成栅极脉冲。然而，假如开关单元具有其电压确定开关单元的电导率的另一类型的端子，施加到开关单元以使开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流可以例如构成另一类型的脉冲。
在下文中，将进一步描述通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状可以如何通过对选定电脉冲形状的适当选择和对对应数字驱动信号的调制来调整或调适。以下描述参考开关单元的栅极，比如IGBT或(功率)MOSFET中的栅极，但以相同或类似方式可适用于具有其电压确定开关单元的电导率的另一类型的端子的开关单元。
为了与本发明的实施例的原理进行比较，首先描述未调制数字驱动信号的第一种情况。在这样的情况下，可以生成数字驱动信号，使得在某个时间点为了开始通过电能储存模块的放电生成电脉冲而接通栅极脉冲。在特定时间之后(可以至少取决于开关单元的大小和类型)，可能会变得完全导电。可以进一步生成数字驱动信号，使得在从栅极脉冲的接通起的特定周期之后关断栅极脉冲。在特定时间之后(可以至少取决于开关单元的大小和类型)，可能会变得完全不导电。针对这种情况的对应数字驱动信号可以类似于例如电压随时间变化的矩形函数(参照图3，这将在下文中进行描述)。
接下来，描述了根据本发明的一个或多个实施例的调制数字驱动信号的第二种情况。所描述的情况主要集中于可以如何使通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的前缘的形状与电脉冲的前缘的选定(例如，期望)形状一致。相同或类似原理适用于可以如何使通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的前缘的形状的(多个)其他方面与电脉冲的选定(例如，期望)形状一致。
可以生成数字驱动信号，使得在某个时间点为了开始通过电能储存模块的放电生成电脉冲而接通栅极脉冲。栅极脉冲的较长接通周期通常将导致例如在接通栅极脉冲的时间期间增加电脉冲的前缘的角度(例如，增加陡度前缘)。可以进一步生成数字驱动信号，使得在开关已变得完全导电之前，在相对较短的持续时间内再次短暂地关断栅极脉冲。栅极脉冲的较长关断周期通常将导致例如在该持续时间内减小电脉冲的前缘的角度(可能甚至达到负角)。电脉冲的前缘的角度的减小可以至少取决于开关单元的大小和类型。可以生成数字驱动信号，使得多次执行如上文描述的栅极脉冲的接通和关断，以使电脉冲的前缘与电脉冲的前缘的选定(例如，期望)形状一致。
可以进一步生成数字驱动信号，使得在开关单元已变得完全导电之前连续地接通和关断栅极脉冲，由此，可以在开关单元已变得完全导电之前实现电脉冲的振幅的均衡条件。这可能会导致一般非常小的振幅波纹。均衡可以在电脉冲的最大振幅的任何百分比处达成。当不在均衡条件下时可以达到电脉冲的更高振幅。
可以进一步生成数字驱动信号，使得在开关单元已变得完全导电之后关断栅极脉冲(开关单元变得完全导电所需要的时间可以至少取决于开关单元的大小和类型)。在已关断栅极脉冲之后的特定(通常很少)时间(可以至少取决于开关单元的大小和类型)，可能会变得完全不导电。
关于上述第二种情况的相同或类似原理适用于可以如何使通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状(例如，除前缘的形状之外)的(多个)其他方面与电脉冲的选定(例如，期望)形状一致。
使用关于上述第二种情况的用于调制数字驱动信号的相同或类似原理，可以针对给定负载并且针对数字驱动信号的不同调制(例如，针对数字驱动信号的不同调制模式)生成若干个电脉冲，以便确定将使通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状在足够的范围或程度上符合选定电脉冲形状的对数字驱动信号的调制(或调制模式)。以这种方式，可以确定与选定电脉冲形状相对应的对数字驱动信号的调制(或调制模式)。
负载可以例如包括以下项中的一个或多个或者由以下项中的一个或多个构成：微波放大器、速调管、磁控管或粒子发射器，比如电子发射器(其可以被称为电子枪)。
例如，选定电脉冲形状可以具有相对较快的上升时间。相应地，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状可以因此获得相对较快的上升时间。因此，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间可以通过对选定电脉冲形状的适当选择和对对应数字驱动信号的调制来调适。通过获得调适通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间的能力，可以减少或可能甚至避免电脉冲开始时所谓的过冲。例如假如负载包括磁控管或由磁控管构成，发明人已发现，可以通过对选定电脉冲形状的适当选择来相对容易地调整通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间。上升时间可以管控从电脉冲的开始起磁控管开始传导全电流(此时磁控管使微波在磁控管的空腔谐振器内振荡并且生成微波)的速度。
对于负载包括磁控管或由磁控管构成的情况，发明人已发现，由磁控管生成的微波的频谱纯度可以取决于通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状。因此，通过调整通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状，可以调整由磁控管生成的微波的频谱纯度。进一步地，发明人已发现，通过适当地调整通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间，可以在通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的不同振幅下实现磁控管的“点火”(当磁控管使微波在磁控管的空腔谐振器内振荡并且生成微波时)。
电脉冲生成设备可以包括在功率调制器中或构成功率调制器。电脉冲生成设备或调制器可以经由一个或多个缆线连接到负载。至少对于负载包括磁控管或由磁控管构成的情况，发明人已发现，获得调适通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间的能力可以在连接电脉冲生成设备或调制器与可以使用的负载的一个或多个缆线的长度方面提供增加的灵活性。例如，获得调适通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间的能力可以有助于或允许采用连接电脉冲生成设备或调制器与负载的一个或多个缆线的相对较大长度。
如所提到的，负载可以例如包括速调管或由速调管构成。对于负载包括速调管或由速调管构成的情况，发明人已发现，可以通过对选定电脉冲形状的适当选择和对对应数字驱动信号的调制来相对容易地调整通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的上升时间、持续时间和下降时间。发明人还发现，可以通过对选定电脉冲形状的适当选择来相对容易地调整通过电能储存模块的放电产生的电脉冲，以便展现‘平坦’或基本上‘平坦’的形状。
电能储存模块可以包括一个或多个电容器或者由一个或多个电容器构成。在替代方案中或另外地，电能储存模块可以包括除电容器之外的另一或其他类型的电能储存模块(例如，电感式电能储存模块)或者由另一或其他类型的电能储存模块构成。
在本申请的上下文中，第一设备、部件等与第二设备、部件等通信地连接(例如，控制模块与开关单元通信地连接)意指这些设备、部件等能够经由有线和/或无线通信装置或技术(例如经由现有技术中已知的用于将消息、指令、数据、命令等从第一部件传输到第二部件并且可能地反之亦可的任何适当的有线和/或无线通信装置或技术)进行通信。无线通信装置可以例如包括射频(RF)通信、红外通信(例如，采用使用红外光的通信链路)或另一类型的自由空间光学通信。有线通信装置可以例如包括至少一个光学波导或光学传输线路(例如，光纤)和/或至少一个电导体(例如，缆线或导线，例如，铜导体或缆线或者铜导线)。
电力供应器可以例如包括功率转换器。例如，电力供应器可以包括或可连接到交流电(AC)源，并且可以进一步包括用于将来自AC源的AC转换成直流电(DC)的整流器，该直流电可以用于对电能储存模块充电。
电能储存模块和开关单元可以相对于彼此被布置为使得通过电能储存模块的放电产生的电脉冲从电能储存模块经由开关单元朝向负载传送(或传送到负载)。因此，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状可以至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。
可以(例如，由控制模块)生成调制后的数字驱动信号，使得开关单元基于数字驱动信号在其不同操作状态之间进行切换以将电能储存模块放电包括将开关单元切入和/或切出开关单元的线性区域操作模式。
电脉冲生成设备可以例如被配置为使得由电脉冲生成设备生成的任何电脉冲的脉冲持续时间低于100μs。
控制模块可以例如包括以下项或由以下项构成：任何合适的中央处理单元(CPU)、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等、或其任何组合。控制模块可以可选地能够执行存储在例如呈存储器形式的计算机程序产品中的软件。存储器可以例如是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任何组合。存储器可以包括永久存储装置，该永久存储装置例如可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器或远程安装的存储器、或其任何组合。
可以(例如，由控制模块)生成调制后的数字驱动信号，使得数字驱动信号包括脉冲序列或由脉冲序列构成。因此，脉冲序列可以输入或直接馈送到开关单元(的端子)中。脉冲序列可以替代性地被称为脉冲振幅调制后的信号。对于电脉冲生成设备要通过电能储存模块的放电生成的每个或任何电脉冲，可以提供预定义数字驱动信号，例如，预定义脉冲序列。每个预定义数字驱动信号可以例如包括脉宽调制(PWM)信号或由脉宽调制(PWM)信号构成。可以(例如，由控制模块或由某个其他部件)基于对应选定电脉冲形状来生成每个预定义数字驱动信号，使得对于每个预定义数字驱动信号，通过电能储存模块的放电(基于开关单元基于预定义数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换)产生的对应电脉冲的形状符合选定电脉冲形状，预定义数字驱动信号是基于该选定电脉冲形状生成的。
电脉冲生成设备可以包括开关单元(或开关或开关元件)，该开关单元在其不同操作状态之间、例如在至少导通状态与非导通状态(或基本上非导通状态)之间可控制地切换。开关单元可以分别连接到电力供应器和电能储存模块，使得基于开关单元在其不同操作状态之间的切换、例如基于开关单元在至少其导通状态与(基本上)非导通状态之间的切换，电力供应器通过由电力供应器供应的充电电流对电能储存模块充电，或将电能储存模块放电以便产生要传送到负载的电脉冲。
开关单元可以例如是基于功率半导体的开关单元。
开关单元可以例如包括具有接通和关断能力的一个或多个固态半导体开关设备，比如至少一个绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成栅换向晶体管(IGCT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和/或栅极关断晶闸管(GTO)，但不限于此。开关单元可以例如包括一个或多个IGBT和/或MOSFET(例如，功率MOSFET)或者由一个或多个IGBT和/或MOSFET构成，但不限于此。在本申请的上下文中，开关单元意指能够切换电信号或电功率(的局部或部分)并且还能够减弱或阻挡和/或放大电信号或电功率的电气设备或元件。根据本发明的一个或多个实施例，开关单元可以在替代方案中被称为开关晶体管元件。开关单元可以例如是基于功率半导体的开关单元。开关单元可以包括至少一个晶体管或晶体管设备和/或另一或其他类型的(功率)半导体设备。根据另一示例，开关单元可以例如包括一个或多个场效应晶体管(FET)(例如如前文中提到的MOSFET和/或结型栅FET(JFET))或者由一个或多个场效应晶体管(FET)构成。
更一般地，开关单元可以例如包括至少第一端子、第二端子和第三端子。开关单元被布置为使得电流可以在第一端子与第二端子之间的电流路径中流动，并且使得至少第三端子基于施加到至少第三端子以及第一端子和第二端子之一的电压或电流来管控第一端子与第二端子之间的电流路径的电导率。开关单元可以通过改变施加到第三端子以及第一端子和第二端子之一的电压或电流来在其不同操作状态之间可控制地切换。开关单元可以例如包括IGBT或MOSFET或者由IGBT或MOSFET构成，其中，第三端子可以是IGBT或MOSFET的栅极。数字驱动信号可以包括可由IGBT或MOSFET的栅极接收的数字栅极驱动信号或者由数字栅极驱动信号构成。
开关单元的操作状态可以包括开关单元的至少一个非导通状态和开关单元的至少一个导通状态。
在本申请的上下文中，开关单元的非导通状态意指没有或只有很少的电流通过开关单元传导的状态。因此，开关单元可以是可切换的，以便使开关单元停止或基本上停止将电流传导通过开关单元。
如前文中指示的，开关单元可以具有至少导通状态和非导通状态。可以生成调制后的数字驱动信号，使得在开关单元已变得完全导电之前，施加到第三端子以使开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流可以被多次地接通和关断或可以被连续地接通和关断。
开关单元的操作状态可以包括开关单元的所谓的欧姆模式。开关单元的欧姆模式替代地可以被称为开关单元的线性区域操作状态。至少一个开关单元的线性区域操作状态可以是介于开关单元的导通状态与非导通状态之间的状态，使得当开关单元在导通状态与非导通状态之间切换时，开关单元可以在开关单元进入导通状态或非导通状态之前暂时地进入线性区域操作状态，这可以被称为开关单元传递线性区域操作状态。
在本申请的上下文中，开关单元的欧姆模式或线性区域操作模式意指开关单元(例如，包括晶体管)的有源区域的一部分，其中，开关单元或晶体管的输出电压与开关单元或晶体管的输入电压线性地(或基本上线性地)相关。因此，当开关单元在欧姆模式中或线性区域操作状态下操作时，开关单元未被关断，而是仍可以至少在某种程度上通过其传导电流。
电脉冲生成设备可以被配置为通过重复地对电能储存模块充电和放电来生成至少第一电脉冲和第二电脉冲，该第二电脉冲在该第一电脉冲之后。
可以(例如，由控制模块)基于第一选定电脉冲形状来生成调制后的第一数字驱动信号，使得通过电能储存模块的放电产生的第一电脉冲的形状符合第一选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于开关单元基于第一数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
可以(例如，由控制模块)基于第二选定电脉冲形状来生成调制后的第二数字驱动信号，使得电能储存模块的放电产生的第二电脉冲的形状符合第二选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电通过基于开关单元基于第二数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。第一电脉冲形状和第二电脉冲形状的例如振幅、上升时间、持续时间或下降时间中的一个或多个可以是不同的。第一电脉冲形状和第二电脉冲形状的例如振幅、上升时间、持续时间或下降时间中的一个或多个可以是相同的。
例如，第一电脉冲形状的振幅可以不同于第二电脉冲形状的振幅。由于第一电脉冲形状的振幅不同于第二电脉冲形状的振幅，第一电脉冲和第二电脉冲的能量可以是不同的。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于操作电脉冲生成设备的方法。电脉冲生成设备被连接或可连接到负载。电脉冲生成设备包括电能储存模块、被配置为选择性地对电能储存模块充电的电力供应器、以及开关单元。开关单元被配置为使得穿过开关单元的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到开关单元来控制，由此，开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换。电脉冲生成设备被配置为通过电能储存模块的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将电能储存模块放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到负载，其中，开关单元分别连接到电力供应器和电能储存模块，使得基于开关单元在其不同操作状态之间的切换，电力供应器通过由电力供应器供应的充电电流对电能储存模块充电，或将电能储存模块放电以便产生要传送到负载的电脉冲。通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。
根据本发明的第二方面的方法包括生成调制后的数字驱动信号，并且将数字驱动信号传输到开关单元。基于选定电脉冲形状来生成调制后的数字驱动信号，使得电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状符合选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电通过基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
开关单元可以具有至少导通状态和非导通状态。可以生成调制后的数字驱动信号，使得在开关单元已变得完全导电之前，施加到开关单元以使开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流可以被多次地接通和关断或可以被连续地接通和关断。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序。计算机程序包括指令，这些指令当由包括在控制模块中的一个或多个处理器执行时，使控制模块执行根据本发明的第二方面的方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种处理器可读介质。处理器可读介质在其上加载有计算机程序，其中，计算机程序包括当由包括在控制模块中的一个或多个处理器执行时使控制模块执行根据本发明的第二方面的方法的指令。
一个或多个处理器中的每一个或任何一个可以例如包括CPU、微控制器、DSP、ASIC、FPGA等、或其任何组合。
处理器可读介质可以例如包括数字多功能盘(DVD)、或软盘、或任何其他合适类型的处理器可读装置或处理器可读(数字)介质，比如但不限于，存储器(比如非易失性存储器)、硬盘驱动器、光盘(CD)、闪存、磁带、通用串行总线(USB)存储设备、Zip驱动器等。
根据本发明的第五方面，提供了一种系统。系统包括负载以及根据第一方面的电脉冲生成设备，该电脉冲生成设备连接到负载。如所提到的，负载可以例如包括以下项中的一个或多个或者由以下项中的一个或多个构成：微波放大器、速调管、磁控管或粒子发射器，比如电子发射器。
下面通过例示性实施例来描述本发明的进一步的目的和优点。应注意，本发明涉及权利要求中引用的特征的所有可能组合。当研究所附权利要求和本文中的说明书时，本发明的进一步的特征和优点将变得清楚。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可以组合以创建除了本文描述的实施例之外的实施例。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明的例示性实施例。
图1和图2是根据本发明的实施例的系统的示意图。
图3和图4中的每一个是用于展示本发明的一个或多个实施例的原理的、数字驱动信号和对应电脉冲的电压随时间变化的示意性曲线图。
图5和图6是用于展示本发明的一个或多个实施例的原理的、电脉冲的电压随时间变化的示意性曲线图。
图7是根据本发明的实施例的方法的示意性流程图。
所有的图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且总体上仅示出了为了阐明本发明的实施例所必需的部分，其中，其他部分可以省略或仅仅被提出。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中描述本发明，附图中示出了本发明的例示性实施例。然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的本发明的实施例；而是，这些实施例是通过举例方式提供的，使得本披露内容将本发明的范围传达给本领域技术人员。
图1是根据本发明的实施例的系统200的示意图。系统200包括被连接(或可连接)到负载90的电脉冲生成设备100。负载90可以例如包括以下项中的一个或多个或者由以下项中的一个或多个构成：微波放大器、速调管、磁控管或粒子发射器，比如电子发射器(其可以被称为电子枪)。
电脉冲生成设备100包括电能储存模块40和电力供应器30，该电力供应器被配置为选择性地对电能储存模块40充电。
根据图1中所展示的本发明的实施例，电能储存模块40包括电容器。然而应理解，电能储存模块40可以包括若干个电容器(例如，电容器组)和/或除电容器之外的另一或其他类型的电能储存模块，例如，电感式电能储存模块。
电力供应器30可以例如包括功率转换器。例如，电力供应器可以包括或可连接到交流电(AC)源(图1中未示出)，并且可以进一步包括用于将来自AC源的AC转换成直流电(DC)的整流器(图1中未示出)，该直流电可以用于对电能储存模块40充电。例如，电力供应器30可以是可连接或被连接到正在供应AC电力的电源(图1中未示出)，该AC电力具有一个相位或多个相位。电源可以例如被配置为供应三相AC电力。电源可以例如包括电网或由电网构成，该电网可以供应三相AC电力，例如，电源电力。电力供应器30可以包括输入整流器(图1中未示出)。输入整流器可以被布置成当电力供应器30连接到电源时接收由电源供应的AC电力。输入整流器可以例如包括多相整流器或由多相整流器构成，该多相整流器可以包括多个相位支路。
电脉冲生成设备100包括开关单元50。开关单元50被配置为使得穿过开关单元50的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到开关单元50来控制，由此，开关单元50基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换。开关单元50可以例如包括具有接通和关断能力的一个或多个固态半导体开关设备，比如至少一个绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成栅换向晶体管(IGCT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和/或栅极关断晶闸管(GTO)，但不限于此。开关单元50可以例如包括一个或多个IGBT和/或MOSFET(例如，功率MOSFET)或者由一个或多个IGBT和/或MOSFET构成。
电脉冲生成设备100包括与开关单元50通信地连接的控制模块60。控制模块60或包括在控制模块60中的至少一个处理器可以例如包括CPU、微控制器、DSP、ASIC、FPGA等、或其任何组合。
电脉冲生成设备100被配置为通过电能储存模块40的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将电能储存模块40放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到负载90。开关单元50分别连接到电力供应器30和电能储存模块40，使得基于开关单元50在其不同操作状态之间的切换，电力供应器30通过由电力供应器30供应的充电电流对电能储存模块40充电，或将电能储存模块40放电以便产生要传送到负载的电脉冲90。
通过电能储存模块40的放电产生的电脉冲的形状至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。根据图1中所展示的本发明的实施例，电能储存模块40和开关单元50可以相对于彼此被布置为使得通过电能储存模块40的放电产生的电脉冲从电能储存模块40经由开关单元50朝向负载90传送(或传送到负载)。因此，通过电能储存模块40的放电产生的电脉冲的形状可以至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。
根据图1中所展示的本发明的实施例，基于开关单元50在其不同操作状态之间的切换，电力供应器30可以供应的充电电流可以经由连接到电力供应器30的两个导体中的在图1中最上部的导体从电力供应器30流出，并且经由连接到电力供应器30的两个导体中的在图1中最下部的导体返回到电力供应器30，如图1中的箭头IC所指示的。两个上述导体可以例如连接到电力供应器30的两个端子。
控制模块60被配置为生成调制后的数字驱动信号并且将数字驱动信号传输到开关单元50。控制模块60被配置为基于选定电脉冲形状来生成调制后的数字驱动信号，使得通过电能储存模块40的放电产生的电脉冲的形状符合选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于开关单元50基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
如前文中参考“本发明的第一方面”所描述的，通过电能储存模块40的放电产生的电脉冲的形状可以通过对选定电脉冲形状的适当选择和对对应数字驱动信号的调制来调整或调适。选定电脉冲形状可以具有选定振幅、选定上升时间、选定持续时间或选定下降时间中的一个或多个。例如，对于给定负载90(或负载类型)，可以针对数字驱动信号的不同调制(例如，针对数字驱动信号的不同调制模式)生成若干个电脉冲，以便确定将使通过电能储存模块40的放电产生的电脉冲的形状在足够的范围或程度上符合选定电脉冲形状的对数字驱动信号的调制(或调制模式)。以这种方式，可以确定与选定电脉冲形状相对应的对数字驱动信号的调制(或调制模式)。这可以针对若干个选定电脉冲形状来执行。
根据图1中所展示的本发明的实施例，系统200包括变压器20。如图1中所展示的，变压器20被布置为使得通过电能储存模块40的放电生成的任何电脉冲经由变压器20传送到负载90。变压器20可以包括至少一个芯25。变压器20可以包括变压器20可以通过其连接到电脉冲生成设备100的至少一个初级绕组21。例如，变压器20可以通过其两个端子连接到电脉冲生成设备100，如图1中所展示的。根据图1中所展示的本发明的实施例并且如其中所指示的，变压器20可以包括两个初级绕组21，变压器20可以通过该两个初级绕组连接到电脉冲生成设备100。然而，应理解，变压器20的初级绕组(变压器20可以通过其连接到电脉冲生成设备100)的数量不限于两个，而是可以例如大于两个。变压器20的(多个)初级绕组可以被配置为接收由电脉冲生成设备100生成的(多个)电脉冲。如图1中所展示的，变压器可以经由变压器20的次级绕组22连接到负载90。应理解，变压器20的次级绕组的数量不限于两个，如图1中所展示的，而是可以例如大于两个。
图2是根据本发明的实施例的系统200的示意图。图2中所展示的系统200类似于(或可能相同于)图1中所展示的系统200，并且图1和图2中的相同附图标记表示具有相同或类似功能的相同或类似部件。
图2展示了可以如何在如本文披露的电脉冲生成设备或系统中实现开关单元50。根据图2中所展示的本发明的实施例，开关单元50包括第一端子51、第二端子52和第三端子53，并且开关单元50被布置为使得电流可以在第一端子51与第二端子52之间的电流路径中流动，并且使得至少第三端子53基于施加到至少第三端子53以及第一端子51和第二端子52之一的电压或电流来管控第一端子51与第二端子52之间的电流路径的电导率。开关单元50可以通过改变施加到第三端子53以及第一端子51和第二端子52之一的电压或电流来在其不同操作状态之间可控制地切换。开关单元50可以例如包括IGBT或由IGBT构成。
图3和图4中的每一个是用于展示本发明的一个或多个实施例的原理的、数字驱动信号和对应电脉冲的电压随时间变化(电压和时间是以任意单位给出的)的示意性曲线图。
图3示意性地展示了未调制的数字驱动信号(虚线)以及通过电能储存模块的放电产生的电脉冲(实线)，该电能储存模块的放电基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
图4示意性地展示了在其持续时间的大约二分之一内调制的数字驱动信号(虚线)以及通过电能储存模块的放电产生的电脉冲(实线)，该电能储存模块的放电基于开关单元基于调制后的数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。如所提到的，通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。与图3中所展示的电脉冲相比较，图4中所展示的电脉冲具有通过对数字驱动信号的选定调制(或调制模式)来实现的不同上升时间。应理解，图4中所展示的对数字驱动信号的调制是示意性的和例示性的以用于展示本发明的一个或多个实施例的原理。
图5和图6是用于展示本发明的一个或多个实施例的原理的、展示了电脉冲的电压随时间变化的示意性曲线图。
图5示意性地展示了第一电脉冲(实线)和第二电脉冲(虚线)的电压，该第一电脉冲和该第二电脉冲已经通过电能储存模块的放电产生，该电能储存模块的放电基于开关单元基于相应的第一和第二调制后的数字驱动信号(图5中未示出)而在其不同操作状态之间进行的切换。图5展示了可以通过改变对数字驱动信号的调制而改变通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状以便获得电脉冲的不同振幅和/或持续时间，该电能储存模块的放电基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。如图5中所示出的，第一电脉冲(实线)和第二电脉冲(虚线)具有不同振幅和持续时间。通常，例如振幅、上升时间、持续时间或下降时间中的一个或多个在第一电脉冲与第二电脉冲之间可以是不同的。
图6示意性地展示了第一电脉冲(实线)和第二电脉冲(虚线)的电压，该第一电脉冲和该第二电脉冲已经通过电能储存模块的放电产生，该电能储存模块的放电基于开关单元基于相应的第一和第二调制后的数字驱动信号(图6中未示出)而在其不同操作状态之间进行的切换。图6展示了可以通过改变对数字驱动信号的调制而改变通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状以便获得电脉冲的不同上升时间并且进一步减少电脉冲开始时所谓的过冲，该电能储存模块的放电基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。如图6中所示出的，第一电脉冲(实线)和第二电脉冲(虚线)具有不同上升时间，并且与第一电脉冲(实线)相比较，第二电脉冲(虚线)具有减少的过冲。
图7是根据本发明的实施例的方法1的示意性流程图。方法1用于操作被连接或可连接到负载的电脉冲生成设备。电脉冲生成设备包括电能储存模块、被配置为选择性地对电能储存模块充电的电力供应器、以及开关单元。开关单元被配置为使得穿过开关单元的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到开关单元来控制，由此，开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换。电脉冲生成设备被配置为通过电能储存模块的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将电能储存模块放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到负载，其中，开关单元分别连接到电力供应器和电能储存模块，使得基于开关单元在其不同操作状态之间的切换，电力供应器通过由电力供应器供应的充电电流对电能储存模块充电，或将电能储存模块放电以便产生要传送到负载的电脉冲。通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状至少部分地通过对数字驱动信号的调制来管控。
方法1包括在S1处生成调制后的数字驱动信号，并且在S2处将数字驱动信号传输到开关单元。基于选定电脉冲形状来生成调制后的数字驱动信号，使得通过电能储存模块的放电产生的电脉冲的形状符合选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
方法1然后可以结束。
通过方法1，可以通过电能储存模块的放电产生电脉冲，该电能储存模块的放电基于开关单元基于数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换，其中，电脉冲具有符合选定电脉冲形状的形状。
然而，方法1可能未结束，并且可以例如在一段时间内重复地执行步骤S1和S2，如紧接在“结束”之前返回到紧接在“开始”之后的线所指示的。相应地，可以使用方法1来产生若干个(例如，一连串)电脉冲，这些电脉冲中的每一个具有符合选定电脉冲形状(其对于电脉冲中的不同电脉冲可以是相同的或不同的)的形状。
虽然已经在附图和前面的描述中对本发明进行了说明，但是这种说明应被认为是说明性的或例示性的而非限制性的；本发明不限于所披露的实施例。从对附图、本披露内容和所附权利要求的研究中，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所披露的实施例的其他变型。在所附权利要求中，词语“包括”不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述特定措施这一仅有事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。在权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围进行限制。

Claims (20)

1.一种被连接或可连接到负载(90)的电脉冲生成设备(100)，该电脉冲生成设备包括：
电能储存模块(40)；
电力供应器(30)，该电力供应器被配置为选择性地对该电能储存模块充电；
开关单元(50)，该开关单元被配置为使得穿过该开关单元的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到该开关单元来控制，由此，该开关单元基于该数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换；以及
控制模块(60)，该控制模块与该开关单元通信地连接；
其中，该电脉冲生成设备被配置为通过该电能储存模块的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将该电能储存模块放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到该负载；
其中，该开关单元分别连接到该电力供应器和该电能储存模块，使得基于该开关单元在其不同操作状态之间的切换，该电力供应器通过由该电力供应器供应的充电电流对该电能储存模块充电，或将该电能储存模块放电以便产生要传送到该负载的电脉冲，其中，通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状至少部分地通过对该数字驱动信号的调制来管控；并且
其中，该控制模块被配置为生成调制后的数字驱动信号并且将该数字驱动信号传输到该开关单元，其中，该控制模块被配置为基于选定电脉冲形状来生成该调制后的数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状符合该选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
2.根据权利要求1所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元具有至少导通状态和非导通状态，并且其中，生成该调制后的数字驱动信号，使得在该开关单元已变得完全导通之前，施加到该开关单元以使该开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流被多次地接通和关断。
3.根据权利要求1所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元具有至少导通状态和非导通状态，并且其中，生成该调制后的数字驱动信号，使得在该开关单元已变得完全导通之前，施加到该开关单元以使该开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流被连续地接通和关断。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该选定电脉冲形状具有选定振幅、选定上升时间、选定持续时间或选定下降时间中的一个或多个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该电能储存模块和该开关单元相对于彼此被布置为使得通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲从该电能储存模块经由该开关单元朝向该负载传送，由此，通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状至少部分地通过对该数字驱动信号的调制来管控。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元是基于功率半导体的开关单元。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该控制模块被配置为生成该调制后的数字驱动信号，使得该开关单元基于该数字驱动信号在其不同操作状态之间进行切换以使该电能储存模块放电包括：将该开关单元切入和/或切出该开关单元的线性区域操作模式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该电脉冲生成设备被配置为使得由该电脉冲生成设备生成的任何电脉冲的脉冲持续时间低于100μs。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该控制模块被配置为生成该调制后的数字驱动信号，使得该数字驱动信号包括脉冲序列或由脉冲序列构成。
10.根据权利要求1所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元包括至少第一端子(51)、第二端子(52)和第三端子(53)，并且被布置为使得电流能够在该第一端子与该第二端子之间的电流路径中流动，并且使得至少该第三端子基于施加到至少该第三端子以及该第一端子和该第二端子之一的电压或电流来管控该第一端子与该第二端子之间的该电流路径的电导率，其中，该开关单元是通过改变施加到该第三端子以及该第一端子和该第二端子之一的该电压或电流来在其不同操作状态之间可控制地切换的。
11.根据权利要求10所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元具有至少导通状态和非导通状态，并且其中，生成该调制后的数字驱动信号，使得在该开关单元已变得完全导通之前，施加到该第三端子以使该开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流被多次地接通和关断。
12.根据权利要求10所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元具有至少导通状态和非导通状态，并且其中，生成该调制后的数字驱动信号，使得在该开关单元已变得完全导通之前，施加到该第三端子以使该开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流被连续地接通和关断。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该开关单元包括绝缘栅双极晶体管IGBT或金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或者由其构成，其中，该第三端子是该IGBT或MOSFET的栅极，并且其中，该数字驱动信号包括可由该IGBT或MOSFET的栅极接收的数字栅极驱动信号或者由其构成。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该电脉冲生成设备被配置为通过重复地对该电能储存模块充电和放电来生成至少第一电脉冲和第二电脉冲，该第二电脉冲在该第一电脉冲之后；
其中，由该控制模块基于第一选定电脉冲形状来生成调制后的第一数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该第一电脉冲的形状符合该第一选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该第一数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换；并且
其中，由该控制模块基于第二选定电脉冲形状来生成调制后的第二数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该第二电脉冲的形状符合该第二选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该第二数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换；
其中，该第一电脉冲形状和该第二电脉冲形状的振幅、上升时间、持续时间或下降时间中的一个或多个是不同的。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的电脉冲生成设备，其中，该电脉冲生成设备被配置为通过重复地对该电能储存模块充电和放电来生成至少第一电脉冲和第二电脉冲，该第二电脉冲在该第一电脉冲之后；
其中，由该控制模块基于第一选定电脉冲形状来生成调制后的第一数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该第一电脉冲的形状符合该第一选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该第一数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换；并且
其中，由该控制模块基于第二选定电脉冲形状来生成调制后的第二数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该第二电脉冲的形状符合该第二选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该第二数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换；
其中，该第一电脉冲形状和该第二电脉冲形状的振幅、上升时间、持续时间或下降时间中的一个或多个是相同的。
16.一种用于操作被连接或可连接到负载(90)的电脉冲生成设备(100)的方法(1)，该电脉冲生成设备包括：电能储存模块(40)；电力供应器(30)，该电力供应器被配置为选择性地对该电能储存模块充电；以及开关单元(50)，该开关单元被配置为使得穿过该开关单元的电流路径的电导率可通过将调制后的数字驱动信号传输到该开关单元来控制，由此，该开关单元基于该数字驱动信号而在其不同操作状态之间可控制地切换，其中，该电脉冲生成设备被配置为通过该电能储存模块的充电和放电来生成一个或多个电脉冲，其中，当将该电能储存模块放电时，产生电脉冲的至少一部分以将其传送到该负载，其中，该开关单元分别连接到该电力供应器和该电能储存模块，使得基于该开关单元在其不同操作状态之间的切换，该电力供应器通过由该电力供应器供应的充电电流对该电能储存模块充电，或将该电能储存模块放电以便产生要传送到该负载的电脉冲，其中，通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状至少部分地通过对该数字驱动信号的调制来管控，该方法包括：
生成(S1)调制后的数字驱动信号；以及
将该数字驱动信号传输(S2)到该开关单元；
其中，基于选定电脉冲形状来生成该调制后的数字驱动信号，使得通过该电能储存模块的放电产生的该电脉冲的形状符合该选定电脉冲形状，该电能储存模块的放电基于该开关单元根据该数字驱动信号而在其不同操作状态之间进行的切换。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，该开关单元具有至少导通状态和非导通状态，并且其中，生成该调制后的数字驱动信号，使得在该开关单元已变得完全导通之前，施加到该开关单元以使该开关单元在其不同操作状态之间切换的电压或电流被：
多次地接通和关断；或
连续地接通和关断。
18.一种包括指令的计算机程序，这些指令当由包括在控制模块中的一个或多个处理器执行时，使该控制模块执行如权利要求16或17所述的方法。
19.一种处理器可读介质，其上加载有计算机程序，其中，该计算机程序包括指令，这些指令当由包括在控制模块中的一个或多个处理器执行时，使该控制模块执行如权利要求16或17所述的方法。
20.一种系统(200)，包括负载(90)以及连接到该负载的根据权利要求1至15中任一项所述的电脉冲生成设备(100)。
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