【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及脈沖功率電源，尤其涉及一種電容儲能型脈沖功率電源。
技術介紹
1、電磁軌道炮是一種新概念動能武器，利用脈沖大電流的電磁力直接加速宏觀彈丸，可以把宏觀彈丸加速到2km/s以上，在要地防御、反裝甲、超遠程快速打擊等方面有廣泛的應用前景。電磁軌道炮發(fā)射過程中，為了獲得恒定的加速力，電磁軌道炮需要脈沖功率電源(pps)提供平頂?shù)木匦尾娏黩寗印?/p>
2、現(xiàn)有技術中，參考圖1，電磁軌道炮中的脈沖功率電源采用脈沖成形網絡方式(pfn)供電，它由時序觸發(fā)控制向負載放電的多個脈沖成形單元構成，多個時序觸發(fā)控制的脈沖電流在電磁軌道炮負載上合成近似梯形的電流波形，參考圖2，由于電容器旁并聯(lián)了續(xù)流硅堆，電流下降段為lr電路緩慢衰減過程，上升沿和下降沿陡度不夠大。上升沿過緩，在初始發(fā)射狀態(tài)電樞電流積累不夠多而導致的鋁電樞因摩擦而塊狀剝落，影響后續(xù)發(fā)射；下降沿過緩，電樞出膛時電流強度仍然很高，大量電磁能以電弧方式耗散，發(fā)射效率低，且電弧輻射特征信息不利于武器系統(tǒng)的隱蔽。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術實施例提供了一種電容儲能型脈沖功率電源，以解決現(xiàn)有技術中脈沖功率電源輸出的矩形波電流上升沿和下降沿均不夠陡，影響電磁軌道炮的發(fā)射性能的問題。
2、第一方面，本專利技術實施例提供了一種電容儲能型脈沖功率電源，包括：直流電源、多個lcr震蕩單元、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關及控制器；
3、各個lcr震蕩單元的第一端均與第五開關的第一端連接，第
4、直流電源的正極通過第一開關與充電電容的第一端連接，直流電源的負極通過第二開關與充電電容的第二端連接；
5、直流電源的正極還通過第三開關與充電電容的第二端連接，直流電源的負極還通過第四開關與充電電容的第一端連接；其中，充電電容為任意一個lcr震蕩單元中的電容；
6、控制器分別與第一開關的控制端、第二開關的控制端、第三開關的控制端、第四開關的控制端、第五開關的控制端及第六開關的控制端連接；
7、控制器用于通過控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關，使得直流電源為各個lcr震蕩單元正向充電或反向充電；控制器還用于通過控制第五開關和第六開關，使得電容儲能型脈沖功率電源的第一輸出端和第二輸出端輸出矩形波電流，為負載供電；負載等效為串聯(lián)連接的負載電感及負載電阻；
8、其中，各個lcr震蕩單元的充電電壓相同，且第i個lcr震蕩單元的頻率為：fi＝f0*[1+2(i-1)]；f0為預設頻率，i＝1,2,3…,n，n為lcr震蕩單元的數(shù)量。
9、可選的，lcr震蕩單元包括：第一電容及第一電感；
10、第一電容和第一電感串聯(lián)連接在lcr震蕩單元的第一端和lcr震蕩單元的第二端之間；
11、其中，充電電容為任意一個第一電容。
12、可選的，各個lcr震蕩單元中的第一電感的感量均相同；
13、各個lcr震蕩單元中的第一電容的充電電壓均相同；
14、第i個lcr震蕩單元中的第一電容的容值為：
15、其中，c0為預設電容值。
16、可選的，預設電容值c0的計算公式為：
17、
18、其中，t為電容儲能型脈沖功率電源輸出的矩形波電流的脈寬，lr為回路電感量。
19、可選的，各個lcr震蕩單元中的第一電感的感量均不小于5倍負載電感的感量；
20、各個lcr震蕩單元的線路電阻均不大于5倍負載電阻的阻值。
21、可選的，各個lcr震蕩單元中的第一電感的感量均為9倍負載電感的感量。
22、可選的，各個lcr震蕩單元的線路電阻均不大于1mω。
23、可選的，控制器具體用于：
24、當接收到第一充電指令時，控制第三開關及第四開關均斷開，控制第一開關和第二開關均閉合；
25、當檢測到lcr震蕩單元兩端的電壓達到第一預設電壓時，控制第一開關和第二開關均斷開；
26、當接收到第一放電指令時，控制第五開關及第六開關均閉合；
27、當檢測到電容儲能型脈沖功率電源的輸出電流的絕對值小于預設電流時，控制第五開關及第六開關均斷開；
28、當接收到第二充電指令時，控制第一開關和第二開關均斷開，控制第三開關和第四開關均閉合；
29、當檢測到lcr震蕩單元兩端的電壓達到第二預設電壓時，控制第三開關和第四開關均斷開；
30、當接收到第二放電指令時，控制第五開關及第六開關均閉合；
31、當檢測到電容儲能型脈沖功率電源的輸出電流的絕對值小于預設電流時，控制第五開關及第六開關均斷開。
32、本專利技術實施例提供了一種電容儲能型脈沖功率電源。該電容儲能型脈沖功率電源包括：包括：直流電源、多個lcr震蕩單元、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關及控制器；各個lcr震蕩單元的第一端均與第五開關的第一端連接，第五開關的第二端形成電容儲能型脈沖功率電源的第一輸出端，各個lcr震蕩單元的第二端均與第六開關的第一端連接，第六開關的第二端形成電容儲能型脈沖功率電源的第二輸出端；直流電源的正極通過第一開關與充電電容的第一端連接，直流電源的負極通過第二開關與充電電容的第二端連接；直流電源的正極還通過第三開關與充電電容的第二端連接，直流電源的負極還通過第四開關與充電電容的第一端連接；其中，充電電容為任意一個lcr震蕩單元中的電容；控制器分別與第一開關的控制端、第二開關的控制端、第三開關的控制端、第四開關的控制端、第五開關的控制端及第六開關的控制端連接；控制器用于通過控制第一開關、第二開關、第三開關及第四開關，使得直流電源為各個lcr震蕩單元正向充電或反向充電；控制器還用于通過控制第五開關和第六開關，使得電容儲能型脈沖功率電源的第一輸出端和第二輸出端輸出矩形波電流，為負載供電；負載等效為串聯(lián)連接的負載電感及負載電阻；其中，各個lcr震蕩單元的充電電壓相同，且第i個lcr震蕩單元的頻率為：fi＝f0*[1+2(i-1)]；f0為預設頻率，i＝1,2,3…,n，n為lcr震蕩單元的數(shù)量。本專利技術實施例基于傅里葉理論，采用多個lcr震蕩單元并聯(lián)，產生多個不同頻率的近正弦波電流合成為矩形波電流，控制器通過控制各個開關的通斷，使得電容儲能型脈沖功率電源輸出矩形波電流。電容儲能型脈沖功率電源輸出的矩形波電流上升沿陡度更高，初始發(fā)射時鋁電樞不會存在塊狀剝落；同時下降沿的陡度也更高，矩形波電流帶動軌道炮時，在彈丸出膛瞬間電流瞬間歸零，不會形成電弧放電，提高了發(fā)射效率及發(fā)射速度，同時降低了被敵人探測的風險。
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1.一種電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，包括：直流電源、多個LCR震蕩單元、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關及控制器；
2.如權利要求1所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，所述LCR震蕩單元包括：第一電容及第一電感；
3.如權利要求2所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，各個LCR震蕩單元中的第一電感的感量均相同；
4.如權利要求3所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，所述預設電容值C0的計算公式為：
5.如權利要求3所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，各個LCR震蕩單元中的第一電感的感量均不小于5倍所述負載電感的感量；
6.如權利要求5所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，各個LCR震蕩單元中的第一電感的感量均為9倍所述負載電感的感量。
7.如權利要求3所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，各個LCR震蕩單元的線路電阻均不大于1mΩ。
8.如權利要求1至7任一項所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，所述控制器具體用于：
【技術特征摘要】
1.一種電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，包括：直流電源、多個lcr震蕩單元、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關及控制器；
2.如權利要求1所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，所述lcr震蕩單元包括：第一電容及第一電感；
3.如權利要求2所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，各個lcr震蕩單元中的第一電感的感量均相同；
4.如權利要求3所述的電容儲能型脈沖功率電源，其特征在于，所述預設電容值c0的計算公式為：
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：呂慶敖，向紅軍，苑希超，喬志明，甄建偉，曹根榮，
申請(專利權)人：中國人民解放軍陸軍工程大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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