本发明公开了一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统，包括接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压的直流高压电源模块；获取高压直流电压并进行存储的储能电容模块；获取储能电容模块的高压直流电压并对其放电时电压进行转换的脉冲变压器；控制储能电容模块向脉冲变压器输送高压直流电压的开关管电路模块；对直流高压电源模块，开关管电路模块进行控制和保护的控制保护模块；以及与脉冲变压器连接的控制设备。本发明的脉冲高压电源系统采用脉冲变压器，使得电源输出的脉冲可以实现单个脉冲的输出电压可调，能够直接对X波段轻量化加速器系统中的电子枪提供高压电源，同时配合X波段轻量化加速器，电源输出的脉冲宽度可调。
1.一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统，其特征在于，包括：接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压的直流高压电源模块；
获取储能电容模块的高压直流电压并对其放电时电压进行转换的脉冲变压器；
控制储能电容模块向脉冲变压器输送高压直流电压的开关管电路模块；
对直流高压电源模块、开关管电路模块进行控制和保护的控制保护模块；以及与脉冲变压器连接以及发送信号到控制保护模块以及接收信号的控制设备；
整流滤波单元，用于对市电进行高频滤波和过压保护后整流滤波成直流电压；
全桥逆变器，用于对整流滤波单元输入的直流电压转换成交流电压；
升压变压器，用于对交流电压整流为高压直流电压；以及隔离电感，用于隔离储能电容模块放电时的充放电回路并控制高压直流电压输入到储能电容模块；
用于接收控制设备的信号进行处理后，控制全桥逆变器中开关导通时间的充电控制单元；
用于接收控制设备的信号并控制开关管电路模块导通时序的放电控制单元；
用于测量直流高压电源模块中电源输出的脉冲高压，并上传至控制设备的电压测量单元；
用于对直流高压电源模块，开关管电路模块的故障进行判断，并上传至控制设备的故障保护单元；以及用于将放电控制单元输出的信号进行电流放大，并对开关管电路模块进行隔离的驱动电路低压侧单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统，其特征在于，还包括用于对储能电容模块放电时电流限制的限流模块，所述限流模块包括依次串联的限流电感L1、电阻R1、R2、R3。
3.根据权利要求1所述的一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统，其特征在于，所述脉冲变压器包括两个相同的次级绕组，所述次级绕组包括高压端和低压端。
4.根据权利要求1所述的一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统，其特征在于，所述开关管电路模块包括开关管和开关管驱动电路高压侧，其中开关管的个数与储能电容模块里的电容个数相等。
5.一种权利要求1‑4中任一项所述的用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压，并进行存储；
控制存储的高压直流电压进行放电，并对其放电时的电压进行转换。
6.根据权利要求5所述的用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统的控制方法，其特征在于，所述接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压，并进行存储的具体方法为：对市电进行高频滤波和过压保护后整流滤波成直流电压；
一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统及控制方法，适用于轻量化加速器技术领域。
背景技术
[0002] 工业无损检测用X波段轻量化电子直线加速器是一种高能射线检测装置，相对于传统S波段工业电子直线加速器，X波段加速器具有体积小、重量轻的特点，可以适用复杂工况环境，特别是检测环境复杂，作业空间受限、部署展开困难，机械助力设备无法展开的环境下，轻量化加速器可以仅借助人力即可完成部署，同时通过特殊屏蔽防护设计，以及远程操作，实现对人员及精密元器件的防护。
[0003] X波段轻量化加速器主要适用于大型石化装置的在线在役检测、核电安全壳的焊接现场检测、以及战略武器的野外检测等。
[0004] 目前X波段轻量化加速器系统的电子枪需要10kV～24kV的脉冲高压，以便引出0.5A的电流。目前常用的X波段轻量化加速器系统不配置单独的电子枪高压电源，不满足X波段轻量化加速器新应用领域所需。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统及控制方法。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统及控制方法，包括：
[0007] 接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压的直流高压电源模块；
[0008] 获取高压直流电压并进行存储的储能电容模块；
[0009] 获取储能电容模块的高压直流电压并对其放电时电压进行转换的脉冲变压器；
[0010] 控制储能电容模块向脉冲变压器输送高压直流电压的开关管电路模块；
[0011] 对直流高压电源模块、开关管电路模块进行控制和保护的控制保护模块；以及[0012] 与脉冲变压器连接以及发送信号到控制保护模块以及接收信号的控制设备。
[0013] 进一步地，所述直流高压电源模块包括：
[0014] 整流滤波单元，用于对市电进行高频滤波和过压保护后整流滤波成直流电压；
[0015] DC/DC变换器，用于对整流滤波单元输入的直流电压转换成交流电压；
[0016] 升压变压器，用于对交流电压整流为高压直流电压；以及
[0017] 隔离电感，用于隔离储能电容模块放电时的充放电回路并控制高压直流电压输入到储能电容模块。
[0018] 进一步地，还包括用于对储能电容模块放电时电流限制的限流模块，所述限流模块包括依次串联的限流电感L1、电阻R1、R2、R3。
[0019] 进一步地，所述储能电容模块包括依次并联的电容C1、二极管V1、V2、电容C2、二极管V3、V4、电容C3、C19、二极管V19、V20、电容C20、二极管V21。
[0020] 进一步地，所述脉冲变压器包括两个相同的次级绕组，所述次级绕组包括高压端和低压端。
[0021] 进一步地，所述开关管电路模块包括开关管和开关管驱动电路高压侧，其中开关管的个数与储能电容模块里的电容个数相等。
[0022] 进一步地，所述控制保护模块包括：
[0023] 用于接收控制设备的信号进行处理后，控制DC/DC变换器中开关导通时间的充电控制单元；
[0024] 用于接收控制设备的信号并控制开关管电路模块导通时序的放电控制单元；
[0025] 用于测量直流高压电源模块中电源输出的脉冲高压，并上传至控制设备的电压测量单元；
[0026] 用于对直流高压电源模块，开关管电路模块的故障进行判断，并上传至控制设备的故障保护单元；以及
[0027] 用于将放电控制单元输出的信号进行电流放大，并对开关管电路模块进行隔离的驱动电路低压侧单元。
[0028] 一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统的控制方法，包括如下步骤：
[0029] 接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压，并进行存储；
[0030] 控制存储的高压直接电压进行放电，并对其放电时的电压进行转换。
[0031] 进一步地，所述接收市电输入并整流滤波后转换为高压直流电压，并进行存储的具体方法为：
[0032] 对市电进行高频滤波和过压保护后整流滤波成直流电压；
[0033] 对输入的直流电压转换成交流电压信号；
[0034] 对交流电压信号整流为高压直流电压，并进行存储。
[0035] 本发明与现有技术相比，其显著优点在于：本发明的脉冲高压电源系统采用脉冲变压器，使得电源输出的脉冲可以实现单个脉冲的输出电压可调，能够直接对X波段轻量化加速器系统中的电子枪提供高压电源，同时配合X波段轻量化加速器，电源输出的脉冲宽度可调，另外整个结构体积小，重量轻。
附图说明
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或现有技术描述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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他附图。
[0037] 图1是本发明系统整体结构图；
[0038] 图2是本发明系统整体详细结构图；
[0039] 图3是本发明系统中限流模块和储能电容模块电路图。
具体实施方式
[0040] 为了更清楚的对本发明进行说明，下面给出具体实施例以进行进一步的说明。
[0041] 结合图1‑3，一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统，包括直流高压电源模块、储能电容模块、脉冲变压器、开关管电路模块、限流模块、控制保护模块和控制设备，其中直流高压电源模块包括整流滤波单元、DC/DC变换器、升压变压器和隔离电感，整流滤波单元接收220V市电(交流供电)，并对市电进行高频滤波和过压保护后整流滤波成310V直流电压，然后输送到DC/DC变换器，DC/DC变换器作为全桥逆变器，将输入的310V直流电压变换成高频交流方波电压，传递给升压变压器的初级，升压变压器的初级接收DC/DC变换器的高频交流方波电压，次级感应出交流高压电压并整流成高压直流电压，隔离电感隔离储能电容模块放电时的充放电回路并控制高压直流电压输入到储能电容模块。
[0042] 储能电容模块包括依次并联的电容C1、二极管V1、V2、电容C2、二极管V3、V4、电容C3、C19、二极管V19、V20、电容C20、二极管V21，以确定电流只能单向地从前一个电容到后一个电容，储能电容模块获取高压直流电压并进行存储，脉冲变压器包括两个相同的次级绕组，次级绕组包括高压端和低压端，脉冲变压器获取储能电容模块的高压直流电压并对其放电时电压进行转换，开关管电路模块包括开关管和开关管驱动电路高压侧，开关管串接在储能电容模块中，并在接收到开关管驱动电路高压侧的触发信号后导通一定时间，使得储能电容组串联放电，使得开关管电路模块在导通时控制储能电容模块向脉冲变压器输送高压直流电压，其中开关管的个数与储能电容模块里的电容个数相等，使脉冲变压器初级获得所需电压，限流模块串接在储能电容模块和脉冲变压器之间，限流模块对储能电容模块放电时进行电流限制，限流模块包括但不限于依次串联的限流电感L1、电阻R1、R2、R3。
[0043] 控制保护模块包括充电控制单元、放电控制单元、电压测量单元、故障保护单元和驱动电路低压侧单元，其中，充电控制单元接收控制设备的电压控制信号，并通过与反馈信号比较，控制DC/DC变换器中的开关导通时间，使直流高压电源输出的高压满足需求，放电控制单元接收控制设备的分组触发信号，控制开关管电路模块中各个开关管的导通时序，使储能电容模块输出满足X波段轻量化加速器系统需求的脉冲高压，电压测量单元测量直流高压电源模块中电源输出的脉冲高压，并将信号传输给控制设备，故障保护单元对直流高压电源模块，开关管电路模块的故障进行判断，并将信号上传至控制设备，其中控制设备为外部控制器，与脉冲变压器连接，方便工作人员操作。
[0044] 一种用于轻量化加速器的脉冲高压电源系统的控制方法，包括如下步骤：
[0045] 接收市电对市电进行高频滤波和过压保护后整流滤波成直流电压，对输入的直流电压转换成交流电压信号，对交流电压信号整流为高压直流电压，并进行存储；控制存储的高压直接电压进行放电，并对其放电时的电压进行转换。
[0046] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
