CN201893724U - 电光开关驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脉冲宽度大范围可调的电光开关驱动电源，包括触发信号，脉宽调节电路，脉冲驱动电路，对脉冲信号增压的高压脉冲成形电路，高压脉冲成形电路是由至少两个半导体场效应管串并联构成开关组，脉冲驱动电路向每个半导体场效应管输出脉冲信号，控制半导体场效应管串并联构成开关组同时导通或关断，开关组的导通时间由驱动脉冲宽度决定，开关导通后高压脉冲信号输出到负载。本实用新型半导体场效应管的数量根据输出电压实际需要的高低进行调节，从而达到高压脉冲大范围连续可调。同时触发电路和驱动电路大大简化，大大降低了驱动源的体积和重量，提高了高压输出波形的平整度。可以在激光器领域广泛应用。

Description

电光开关驱动电源

技术领域

本实用新型属于电光开关驱动电源领域，具体涉及一种脉冲宽度大范围可调的电光开关驱动电源，实现了输出的高压脉冲大范围连续可调。

技术背景

在激光腔内使用的电光调制常常要求短脉冲，而在特定物理实验(如VISAR测速、激光瞬态全息技术、激光照明高速摄影等)，则要求加在试验样品上的脉冲宽度较宽，这就需要一种脉冲宽度大范围可调的电光开关驱动电源。但目前常用的电光开关驱动电源都致力于快速电脉冲和高重复频率的实现，输出的脉冲宽度较窄。

《电力电子技术》2005年6月发表了题为《高压快速调Q开关电源的设计》的文章，采用MOSFET直接驱动电子管的技术，取代了由变压器控制电子管开关的传统结构，实现激光脉冲宽度和幅值的调节。这种方法产生的脉冲宽度较窄，主开关采用电子管，需要预热和灯丝电压，且驱动电压较高，因此，最终的电光开关驱动电源的体积和重量都较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种电光开关驱动电源，实现输出的高压脉冲大范围连续可调。

本实用新型的解决方案是：一种电光开关驱动电源，包括触发信号，对触发信号脉冲宽度调节的脉宽调节电路，脉冲驱动电路，经驱动后对脉冲信号增压的高压脉冲成形电路及高压脉冲成形电路的稳压电路，其特点是高压脉冲成形电路是由至少两个半导体场效应管串并联构成开关组，脉冲驱动电路向每个半导体场效应管输出脉冲信号，半导体场效应管串并联构成开关组对脉冲信号增压后输出到负载。

本实用新型的工作过程是：触发信号送入脉宽调节电路，脉宽调节电路对触发信号的脉宽调节，调整好脉宽的脉冲信号输入脉冲驱动电路提高驱动能力，达到驱动要求的脉冲信号输入半导体场效应管串并联构成开关组，半导体场效应管的数量根据输出电压实际需要的高低进行调节，从而达到高压脉冲大范围连续可调。

本实用新型的解决方案中，多个半导体场效应管可以采用串联，也可以采用并联。

本实用新型的解决方案中，半导体场效应管采用MOSFET。

本实用新型的解决方案中，可在每路脉冲驱动信号中串联一个电位器，各电位器与半导体场效应连接，通过调节各电位器控制延时时间，从而控制半导体场效应管最终同步导通。

本实用新型的解决方案中，在脉宽调节电路上连接现场可编程门阵列(FPGA)，其作用是根据机箱上拨码开关预先设置的脉冲宽度控制脉宽调节电路输出的脉冲宽度，以方便脉宽调节。

本实用新型的优点是：由于高压脉冲成形电路是由至少两个半导体场效应管串并联构成开关组，脉冲驱动电路向每个半导体场效应管输出脉冲信号，控制半导体场效应管串并联构成开关组同时导通或关断，开关组的导通时间由驱动脉冲宽度决定，开关导通后高压脉冲信号输出到负载。半导体场效应管的数量根据输出电压实际需要的高低进行调节，半导体场效应管串联越多，输出脉冲信号电压叠加后就越高，从而达到高压脉冲大范围连续可调。同时采用半导体场效应管作为主开关，使得触发电路和驱动电路大大简化，大大降低了驱动源的体积和重量，提高了高压输出波形的平整度。不但可以在激光器领域广泛应用，也可以满足VISAR测速等特定领域的需求。

附图说明

本实用新型将通过附图比较以及结合实例的方式说明：

图1是本实用新型结构框图；

图2是高压脉冲成形电路的原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例如图1、图2所示：图1中输入的触发信号可以是外触发信号或内触发电路产生的触发信号，当其送入脉宽调节电路后，脉宽调节电路上的FPGA根据机箱上拨码开关预先设置的脉冲宽度控制脉宽调节电路输出的脉冲宽度，调整好脉宽的脉冲信号输入脉冲驱动电路提高驱动能力，达到驱动要求的脉冲信号输入高压脉冲成形电路，经过整形后的高压脉冲加载到负载电光晶体KDP上。高压脉冲成形电路上连有直流稳压电路。

图2VH是图1中经过稳压电路稳压的直流高压电源，其幅值大小可以根据需要在电光开关驱动电源的前面板上设置调节；R0为限流电阻，用于保护直流高压电源；电光晶体KDP为负载；M1......Mn是n个MOSFET串联组成的开关组，实际使用MOSFET的数量根据输出电压的高低进行调节；P1......Pn是图1中脉冲驱动电路输出的n路驱动脉冲信号P，用于控制M1......Mn的导通，这n路驱动脉冲信号P是触发控制信号分出的n路同步信号，由于每个开关导通时间有一定分散性，所以最终开关的导通并不是很同步，为了控制每路开关同步导通，每路驱动信号中串联一个电位器R1......Rn，通过调节电位器R1......Rn控制延时时间，从而控制开关最终同步导通。

内、外触发信号为一个标准的TTL电平信号，该TTL电平信号经过脉宽调节电路，将脉冲宽度调节到需要值，调节好的脉冲信号P输入到脉冲驱动电路，该脉冲信号幅值和功率被增加到适当值，输入到高压脉冲成形电路驱动n路MOSFET导通，导通后形成一个高压脉冲信号，输出到负载。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (6)

1.一种电光开关驱动电源，包括触发信号，对触发信号脉冲宽度调节的脉宽调节电路，脉冲驱动电路，经驱动后对脉冲信号增压的高压脉冲成形电路及高压脉冲成形电路的稳压电路，其特征在于高压脉冲成形电路是由至少两个半导体场效应管(M)串并联构成开关组，脉冲驱动电路向每个半导体场效应管(M)输出脉冲信号(P)，半导体场效应管(M)串并联构成开关组控制高压脉冲信号(P)输出到负载(KDP)。

2.根据权利要求1所述的电光开关驱动电源，其特征在于半导体场效应管(M)采用串联。

3.根据权利要求1所述的电光开关驱动电源，其特征在于半导体场效应管(M)采用并联。

4.根据权利要求1所述的电光开关驱动电源，其特征在于半导体场效应管(M)采用MOSFET。

5.根据权利要求1所述的电光开关驱动电源，其特征在于每路脉冲驱动信号(P)中串联一个电位器(R)，各电位器(R)与半导体场效应(M)连接，通过调节各电位器(R)控制延时时间，从而控制半导体场效应管(M)最终同步导通。

6.根据权利要求1所述的电光开关驱动电源，其特征在于在脉宽调节电路上连接现场可编程门阵列(FPGA)。

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