细谈高压脉冲开关电源的拓扑结构

随着电子技术高速发展，很多设备需要使用高压、高温或极端环境，在市场需求下诞生了很多可适应这些环境的电子元件，其中高压脉冲开关电源便是之一，下面来了解了解这个新型元件吧！

一般来说，高压脉冲开关电源属于特殊类型的电源，它产生高压脉冲信号以驱动各种负载，这种电源在许多领域中发挥着重要角色，如雷达、粒子加速器、医疗设备、工业加工等。

而高压脉冲开关电源常用的主电路拓扑可分为电容充放电式和高压直流开关电源加脉冲生成的两级式。

1、电容充放电式

其工作原理是开关S,通S断时对电容C充电储能，然后S，断S,通，电容对负载放电形成脉冲输出。通过长时间充电、瞬间放电即控制充放电的时间比例从而达到对能量进行压缩输出高压大功率脉冲的目的。具体应用时可利用谐振实现倍压充放电。

这种电路可以输出的脉冲功率和电压等级较高，脉冲上升沿较陡，但是，输出脉冲精度难以控制，而且重复频率较低，因而应用范围比较有限，主要应用在核电磁物理研究、烟气除尘、污水处理、液体杀菌等场合。

2、两级式

两级式为高压直流开关电源级加上脉冲生成级的结构。第一级为直流高电压的获取，其一般采用“整流-PFC-高频逆变-变压-整流”结构。这一级为整个高压脉冲开关电源的关键部分，当采用两级式结构时，脉冲电源的性能很大程度上取决于这一级的最大输出功率和平均输出功率的大小、输出直流电压（电流）的大小、精度以及效率。因此，这一级是整个脉冲电源设计的关键，其主要问题在于软开关的选择、控制方法的选择以提高效率和精度并有效散热。

第二级主要通过对前级产生的高电压(电流)进行开关控制从而输出脉冲，其一般采用“高压直流输入-[脉冲变压器]-脉冲处理-输出高压脉冲”的结构。当需要的脉冲电压较低时，可以通过对高压直接开关形成脉冲输出;当需要的脉冲电压很高超出开关管承受范围时可以通过开关管串联对电压进行开关或者先产生较低电压的脉冲，然后采用脉冲变压器升压的方式来获得高压脉冲。另外,对高压开关管也可以采用软开关的方式来降低开关损耗提高开关频率。

综上，可知两级式结构有脉冲稳定、可控性好、精度高、重复频率变化范围较大的特点,因而适用范围较广，通用性较好。

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