阅读说明：本技术 一种正脉冲电源发生装置 (Positive pulse power generating device ) 是由 王威 张兴亮 于 2019-12-03 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种正脉冲电源发生装置,包括整流滤波电路,用于将输入的单相交流电转换为直流电为储能电容充电；脉冲信号源,用于基于正脉冲电源发生装置的目标脉冲宽度与目标工作频率输出相应的控制信号至驱动电路；驱动电路,用于基于所述控制信号生成相应的驱动信号并将所述驱动信号输出至半导体开关,以控制所述半导体开关的开关状态；所述半导体开关,用于通过自身导通或关断控制所述储能电容的充放电状态；脉冲信号输出电路,用于输出宽度为所述目标宽度的脉冲信号至负载。该正脉冲电源发生装置能够实现脉冲信号宽度与工作频率可调,满足应用需求。(The application discloses a positive pulse power generation device, which comprises a rectification filter circuit, a positive pulse power generation circuit and a negative pulse power generation circuit, wherein the rectification filter circuit is used for converting input single-phase alternating current into direct current to charge an energy storage capacitor; the pulse signal source is used for outputting a corresponding control signal to the driving circuit based on the target pulse width and the target working frequency of the positive pulse power supply generating device; the driving circuit is used for generating a corresponding driving signal based on the control signal and outputting the driving signal to the semiconductor switch so as to control the switching state of the semiconductor switch; the semiconductor switch is used for controlling the charging and discharging state of the energy storage capacitor through self conduction or self turn-off; and the pulse signal output circuit is used for outputting the pulse signal with the width of the target width to a load. The positive pulse power supply generating device can realize that the pulse signal width and the working frequency are adjustable, and meets the application requirements.)

一种正脉冲电源发生装置

技术领域

本申请涉及脉冲电源技术领域，特别涉及一种正脉冲电源发生装置。

背景技术

脉冲电源分为正脉冲电源与负脉冲电源。当脉冲电源用于电镀金、银、镍、锡、合金时，其可明显改善镀层的功能性；当脉冲电源用于防护-装饰性电镀时，例如，装饰金，其可使镀层色泽均匀一致、亮度好、耐腐蚀性强；当脉冲电源用于贵金属提纯时，其可使贵金属纯度更高。由此可见，脉冲电源优于传统的电镀电源，成为电镀电源的发展方向。而随着用户需求的日益提高，如何提供一种脉冲信号宽度与工作频率可调的脉冲电源已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种正脉冲电源发生装置，能够实现脉冲信号宽度与工作频率可调。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种正脉冲电源发生装置，包括：

整流滤波电路，用于将输入的单相交流电转换为直流电为储能电容充电；

脉冲信号源，用于基于正脉冲电源发生装置的目标脉冲宽度与目标工作频率输出相应的控制信号至驱动电路；

驱动电路，用于基于所述控制信号生成相应的驱动信号并将所述驱动信号输出至半导体开关，以控制所述半导体开关的开关状态；

所述半导体开关，用于通过自身导通或关断控制所述储能电容的充放电状态；

脉冲信号输出电路，用于输出宽度为所述目标宽度的脉冲信号至负载。

可选的，所述整流滤波电路包括：

滤波器、整流器以及滤波电容；所述滤波器的输入端连接交流电源，所述滤波器的输出端连接所述整流器的输入端，所述整流器的输出端连接所述储能电容的第一端，所述滤波电容的一端连接所述整流器的输出端，所述滤波电容的另一端接地。

可选的，所述脉冲信号源包括：

单片机与第一二极管；所述第一二极管串接于所述单片机的输出端。

可选的，所述半导体开关具体为IGBT管。

可选的，所述驱动电路包括：

EXB系列驱动器与第一电阻；所述EXB系列驱动器的驱动输入管脚连接所述脉冲信号源，所述EXB系列驱动器的驱动输出管脚串接所述第一电阻后连接所述IGBT管的栅极。

可选的，所述脉冲信号输出电路包括：

脉冲变压器、第一电容以及第二电阻；

所述脉冲变压器的原边的一端连接所述储能电容的第二端，所述脉冲变压器的原边的另一端接地，所述脉冲变压器的副边的一端串接所述第一电容后连接所述负载，所述脉冲变压器的副边的另一端直接连接所述负载，所述第二电阻与所述脉冲变压器的副边并联。

可选的，还包括：

开关保护电路，用于吸收所述脉冲变压器的原边产生的反峰电压。

可选的，所述开关保护电路包括：

第二二极管、第二电容以及第三电阻；所述第二二极管与所述第三电阻并联，且所述第二二极管的阳极所在的公共端连接所述IGBT管的漏极与所述储能电容的第一端，所述第二二极管的阴极所在的公共端连接串接所述第二电容后接地。

本申请所提供的正脉冲电源发生装置，包括整流滤波电路，用于将输入的单相交流电转换为直流电为储能电容充电；脉冲信号源，用于基于正脉冲电源发生装置的目标脉冲宽度与目标工作频率输出相应的控制信号至驱动电路；驱动电路，用于基于所述控制信号生成相应的驱动信号并将所述驱动信号输出至半导体开关，以控制所述半导体开关的开关状态；所述半导体开关，用于通过自身导通或关断控制所述储能电容的充放电状态；脉冲信号输出电路，用于输出宽度为所述目标宽度的脉冲信号至负载。

可见，本申请所提供的正脉冲电源发生装置，通过脉冲信号源输出目标脉冲宽度与工作频率对应的控制信号至驱动电路，进而使驱动电路基于此控制信号通过驱动半导体开关的导通状态控制储能电容充放电，使正脉冲电源发生装置以相应工作频率工作并输出相应脉冲宽度的脉冲信号，从而通过调整脉冲信号源输出的控制信号，即可实现正脉冲电源发生装置的脉冲宽度与工作频率的调整，满足脉冲宽度与工作频率可调的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种正脉冲电源发生装置；

图2为本申请实施例所提供的另一种正脉冲电源发生装置。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种正脉冲电源发生装置，能够实现脉冲信号宽度与工作频率可调。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种正脉冲电源发生装置的示意图；参考图1所示，该正脉冲电源发生装置包括：

整流滤波电路10，用于将输入的单相交流电转换为直流电为储能电容20充电；脉冲信号源30，用于基于正脉冲电源发生装置的目标脉冲宽度与目标工作频率输出相应的控制信号至驱动电路40；驱动电路40，用于基于控制信号生成相应的驱动信号并将驱动信号输出至半导体开关50，以控制半导体开关50的开关状态；半导体开关50，用于通过自身导通或关断控制储能电容20的充放电状态；脉冲信号输出电路60，用于输出宽度为目标宽度的脉冲信号至负载。

具体的，整流滤波电路10的输入端连接交流电源，输出端连接储能电容20(具体可以为高压无感电容)，用于将输入的单相交流电转化为直流电而对储能电容20充电。

参考图2所示，在一种具体的实施方式中，整流滤波电路10可以包括滤波器、整流器以及滤波电容C1；滤波器的输入端连接单相交流电，滤波器的输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接储能电容20的第一端，滤波电容C1的一端连接整流器的输出端，滤波电容C1的另一端接地。

脉冲信号源30连接驱动电路40，负责控制正脉冲电源发生装置的脉冲宽度与工作频率。具体而言，脉冲信号源30基于正脉冲电源发生装置的目标脉冲宽度与目标工作生成并输出相应的控制信号至驱动电路40，以使驱动电路40通过驱动半导体开关50的导通状态而控制储能电容20的放电情况，实现正脉冲电源发生装置输出目标宽度的脉冲信号的目的。由此，用户可通过对脉冲信号源30进行设置而使正脉冲电源发生装置以所需频率工作并输出所需宽度的脉冲信号。

参考图2所示，在一种具体的实施方式中，脉冲信号源30可以包括单片机与第一二极管D1；第一二极管D1串接于单片机的输出端。具体而言，单片机的输出端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接驱动电路40，单片机输出的控制信号经第一二极管D1输出至驱动电路40。其中，单片机可具体采用MSP430单片机。

驱动电路40分别连接脉冲信号源30与半导体开关50，用于接收脉冲信号源30输出的控制信号，并根据此控制信号生成相应的驱动信号，进而将该驱动信号输出至半导体开关50，以控制半导体开关50导通或关断，从而借助半导体开关50导通或关断实现对储能电容20充、放电的控制。

参考图2所示，在一种具体的实施方式中，半导体开关50具体为IGBT管，此IGBT管的栅极连接驱动电路40，漏极连接储能电容20的第一端，源极接地。其中，上述IGBT管可具体选用CM300HA-12H IGBT管。

参考图2所示，在一种具体的实施方式中，驱动电路40可以包括EXB系列驱动器与第一电阻R1；EXB系列驱动器的驱动输入管脚连接脉冲信号源30，EXB系列驱动器的驱动输出管脚串接第一电阻R1后连接IGBT管的栅极。具体而言，EXB系列驱动器具体可以为EXB841驱动器，该EXB841驱动器的驱动输入管脚(即15管脚)连接脉冲信号源30，具体针对上述实施例所述的脉冲信号源30的结构，EXB841驱动器的驱动输入管脚连接第一二极管的阴极。EXB841驱动器的14管脚与9管脚均接地，EXB841驱动器的驱动输出管脚串接第一电阻R1后连接IGBT管的栅极。

脉冲信号输出电路60连接储能电容20，用于输出宽度为目标宽度的脉冲信号至负载。具体而言，半导体开关50导通后，储能电容20放电，正脉冲电源发生装置产生脉冲电压，此脉冲电压经脉冲信号输出电路60输出脉冲信号至负载。

同样，参考图2所示，在一种具体的实施方式中，脉冲信号输出电路60可以包括脉冲变压器Tr、第一电容C2以及第二电阻R2；脉冲变压器Tr的原边的一端连接储能电容20的第二端，原边的另一端接地，脉冲变压器Tr的副边的一端串接第一电容C2后连接负载，副边的另一端直接连接负载，第二电阻R2与脉冲变压器Tr的副边并联。其中，脉冲变压器Tr的磁芯可选用环形铁氧体磁芯，且分段绕制。

基于上述各实施例所述的正脉冲电源发生装置，该正脉冲电源发生装置的工作原理如下：

半导体开关50关断期间，经整流滤波电路10整流滤波处理后得到的直流电储能电容20进行充电，充电完成一段时间后，驱动电路40驱动半导体开关50导通，储能电容20经半导体开关50放电，产生脉冲电压，此脉冲电压经脉冲变压器Tr后输出所需脉冲宽度的脉冲信号至负载。

进一步，在半导体开关50导通期间，由于漏感与杂散电感的存在，脉冲变压器Tr的原边会产生一定的反峰电压，因此，在上述各实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，该正脉冲电源发生装置还可以包括开关保护电路70，用于吸收脉冲变压器Tr原边产生的反峰电压。

并且，参考图2所示，在一种具体的实施方式中，开关保护电路70可以包括第二二极管D2、第二电容C3以及第三电阻R3；第二二极管D2与第三电阻R3并联，且第二二极管D2的阳极所在的公共端连接IGBT管的漏极与储能电容20的第一端，第二二极管D2的阴极所在的公共端连接串接第二电容C3后接地。

可以明白的是，上述实施例所提供的半导体开关50的具体类型，脉冲信号源30、驱动电路40等的具体结构仅为本申请所提供的一种实施方式，而非唯一限定，可以根据实际应用需要进行差异性设置。

综上所述，本申请所提供的正脉冲电源发生装置，包括整流滤波电路，用于将输入的单相交流电转换为直流电为储能电容充电；脉冲信号源，用于基于正脉冲电源发生装置的目标脉冲宽度与目标工作频率输出相应的控制信号至驱动电路；驱动电路，用于基于所述控制信号生成相应的驱动信号并将所述驱动信号输出至半导体开关，以控制所述半导体开关的开关状态；所述半导体开关，用于通过自身导通或关断控制所述储能电容的充放电状态；脉冲信号输出电路，用于输出宽度为所述目标宽度的脉冲信号至负载。该正脉冲电源发生装置，通过脉冲信号源输出目标脉冲宽度与工作频率对应的控制信号至驱动电路，进而使驱动电路基于此控制信号通过驱动半导体开关的导通状态控制储能电容充放电，使正脉冲电源发生装置以相应工作频率工作并输出相应脉冲宽度的脉冲信号，从而通过调整脉冲信号源输出的控制信号，即可实现正脉冲电源发生装置的脉冲宽度与工作频率的调整，满足脉冲宽度与工作频率可调的需求。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的正脉冲电源发生装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。