使用电子管作开关控制的脉冲充电装置 本发明涉及单电源型脉冲充电装置，它适用于由脉冲形式的高压供电的电气设备，如静电滤尘器，更具体地，涉及使用电子管作开关控制的脉冲充电装置。
传统的供给静电滤尘器脉冲形式高压的装置的一个例子是如图1所示的单电源型脉冲充电装置，它使用单电源提供脉冲电压及基本电压。在该装置中，直流高压发生器1的输出电压被存储在充电电容器2上，然后经由用作开关装置的旋转火花隙3供给静电滤尘器4。
应当指出，传统的单电源型脉冲充电装置使用旋转火花隙3作为开关装置。
但是，使用旋转火花隙作为开关装置，当在除去非常高电阻率的灰尘或颗粒的情况下随着脉冲频率变低其性能变高，将需要降低旋转火花隙的旋转速度。在此情况下有失去良好控制能力的缺点。这就是，即使在开关装置关断后，由于电晕电阻负载侧电位变低，在气隙上又产生出电位差。其结果是开关装置将再导通，故不能维持预定的脉冲频率。
图2表示当开关常规工作时的电压波形，及图3表示脉冲频率降低时的电压波形。图3中的波形a表示在开关周期设得长以降低脉冲频率的情况下，在开关装置关断后，如上所述地进行了不希望有的开关。
除使用机械开关装置如旋转火花隙外，还具有电子开关器件，如晶闸管。没有一种电子开关器件其本身能经受这样的高压。为此原因，在使用时将多个该器件相串联。
但是，使用电子开关器件的串联组合需要使每个器件均压工作地装置，这使装置结构复杂及成本高。
电子管如闸流管能承受高压并且成本低。由电子管如闸流管组成的高压开关装置能通过控制信号导通，但不能被强迫关断。为此原因，未能够使用电子管如闸流管来对电滤尘器提供脉冲形式的电压。如果使用电子管如闸流管时，将仅对滤尘器提供急剧上升的电压。
作为直接开关高压的开关装置，电子管如闸流管其成本低且可靠性高并能适用于高重复频率。但是，电子管如闸流管不能被强迫关断。当电子管如闸流管用在象电滤尘器这样的装置上时需要脉冲形式的高压，但它导通后不易于被关断。因此，在电容及滤尘器之间出现的谐振将继续下去。
因而，使用电子管如闸流管作为对电滤尘器供电的开关装置将需要在短时间内强迫关断开关器件的装置。
此外，闸流管本身具有当在反向上流过电流时寿命缩短的问题。
本发明的目的是提供一种单电源型脉冲充电装置，它能可靠地对用作开关装置的电子管如闸流管提供开关控制，及具有良好的控制能力且结构简单，并增加电子管的寿命。
根据本发明的第一方面，提供了一种脉冲充电装置，用以基于DC高压对负载提供脉冲电荷，它包知：DC高压发生器；电容器，它被由DC高压发生器输出的DC高压充电；开关装置，它具有第一电子管及一个静止气隙的串联组合，用以对存储在电容器中的电荷进行开关，以对负载提供脉冲形式的高压；及控制装置，用于控制电子管的操作。
根据本发明的第二方面，提供了一种脉冲充电装置，用以基于DC高压对负载提供脉冲电荷，它包括：DC高压发生装置，电容器，它被由DC高压发生器输出的DC高压充电；开关装置，它具有第一电子管及一个静止气隙的串联组合，用以对存储在电容器中的电荷进行开关，以对负载提供脉冲式的高压；第一辅助磁路，它与第一电子管串联连接并仅当电流反向流过第一电子管时作为延时元件工作；第一偏置电路，用于使第一辅助磁路饱和，以使得它作为延时元件工作；第二电子管，它与第一电子管及第一辅助磁路的串联组合相并联，第一及第二电子管布置得使它们彼此极性相反；第二辅助磁路，它与第二电子管串联并仅当电流反向通过第二电子管时作为延时元件工作；第二偏置电路，用于使第二辅助磁路饱和，使得它将作为延时元件工作；及控制单元，用于控制第一及第二电子管。
在本发明中，通过在设有电子管如闸流管的开关装置与负载如电滤尘器之间插入一个静止气隙，将利用气隙电阻使在电容和负载之间引起的LC谐振的衰减加速，及当气隙之间的电位差低于它的绝缘击穿电压时将自动地切断电容及负载的导电。于是，甚至当电子管用作开关装置时，电路也能自动地被关断，故允许将脉冲形式的高压施加给电滤尘器。
此外，在电子管中仅允许在正向上流过电流而在反向上的电流被阻塞，因此曾加了电子管的寿命。
因而，能够提供一种高可靠性、低成本及良好控制性能的单电源型脉冲充电装置。
本发明的另外目的及优点将从以下的描述中看到，部分上是从说明书中可明显得知的，或可从本发明的实施中可以习得。借助于在附设权利要求书中专门指出的设置及其组合可以实现及获得本发明的目的及优点。
结合在说明书中并作为其一部分的附图描绘了本发明目前的优选实施例，它们与上面的概述以下面给出的对优选实施例的详细描述一起来解释本发明的原理。
图1表示传统的单电源型脉冲充电装置的结构；
图2表示在该单电源型脉冲充电装置中的正常电压波形；
图3表示发生在开关周期设得较长时，在该单电源型脉冲充电装置中的异常电压波形；
图4表示根据本发明第一实施例的单电源型脉冲充电装置的结构；
图5表示根据本发明第二实施例的单电源型脉冲充电装置的结构；及
图6表示根据本发明第三实施例的单电源型脉冲充电装置的结构。
参照图4，它表示根据本发明第一实施例的单电源型脉冲充电装置。
在该装置中，DC高压发生器1的输出电压被储存在一个充电电容器2中，然后通过一个开关装置施加到负载如一个电滤尘器4。开关装置包括一个电子管5 (如闸流管)和一个静止气隙6。电子管5的“开”(ON)操作是由控制单元7控制的。
在该结构中，来自DC高压发生器1的DC高压输出被存储在电容器2中。在此时刻，电子管被来自控制单元7的控制信号开通(ON)。其结果是，存储在电容2中的电荷开始经过电子管5流入到滤尘器4中。
这将一个高电位施加给静止气隙6，因此气隙被短路并进入“开”(ON)状态。因而由电容器2、滤尘器4及它们之间的电路元件引起LC谐振。其结果是伴随振荡的高频脉冲形式的高压被施加到滤尘器4。
静止气隙6作为一个电阻工作，它有助于LC振荡的快速衰减，LC谐振的衰减的结果是，电容器2及滤尘器4达到相同的电位电平。当电容器2及滤尘器4之间的电位差变为零或低于绝缘击穿电压时，气隙的绝缘状态恢复，并自动地将其相关的电路部分置成“关”(OFF)状态。
其结果是，电子管5也被关断(OFF)并置成对下一控制信号的等待状态。
仅通过使电子管导通的控制操作(即没有关断电子管的操作)，就能可靠地将脉冲形式的电压施加给滤尘器4。
控制单元7可设置滤尘器4的开关周期及静态时间，二者取决于充电的状态，并可根据需要与DC高压发生器1的控制单元(未示出)协同工作。
以下将参照图5来描述本发明的第二实施例。
在该第二实施例中，一个二极管11连接在电子管5及静止气隙6之间，其正向相当于从电容器2流向滤尘器4的电流方向(该实施例中假定滤尘器4被反向地充电)，由二极管12构成的旁通电路与二极管11和电子管5的串联组合相并联。在此情况下，二极管11及12布置成它们的极性彼此相反。
该第二实施例的意图是阻止振荡电流，即由电路谐振产生的振荡电流在反向上流过电子管5，由此确保电子管的寿命能增加。在此情况下，依赖元件、如二极管等的特性，可根据需要加入电感性元件。
以下将参照图6来描述本发明的第三实施例。
在该第三实施例中，电子管5a(例如闸流管)被连接在电容器2及静止气隙6之间，其正向相当于从电容器流向滤尘器的电流方向，及一个辅助磁路21a连接在电子管5a及气隙6之间。此外，电子管5b及辅助磁路21b的串联组合与电子管5a及辅助磁路21a的串联组合相并联。且电子管5a及5b彼此以相反极性布置。辅助磁路21a及21b中的每个被偏置电路31a及31b中的相应一个偏置电路偏置，以使得每一个辅助磁路总是在一个方向上饱和。电子管5a和5b的导通(ON)控制是由控制单元7进行的。
每一个辅助磁路21a及21b用于当电流开始要在反向上流过电子管时阻止电流通过相应电子管流通。这就是，当电流要在反向上流过一个电子管(如管5a)时，通过电子管5a的电流被相应的辅助磁路21a阻塞一个给定的时间间隔。另一方面，在给定时间隔期间允许在正向上流过另一电子管5b。对于高频电流，该电流阻塞时间可以很短，故能使各辅助磁路21a和21b作得很紧凑。
如果当输出脉冲形式的电压时，在所需方向上的辅助磁路未饱和，在正向上的电流被阻塞，使得脉冲宽度增大。为了避免这点，设置了偏置电路31a及31b，以使得磁路总能在所需方向上饱和。于是，就能防止脉冲宽度的增大。
可以对每个电子管设置控制电子管5a和5b的操作的控制单元7。通过将各个控制单元组合成如图6中所示的单个控制单元可使控制单元作得紧凑，并能以高效的方式执行控制操作。
虽然本发明是依据应用于电滤尘器的实施例进行描述的，但本发明也可用作脉冲激光器的电源。
作为每个电子管，可采用多管的结构，其中多个电子管串联或并联地连接。
如上所述，根据本发明提供了一种单电源型脉冲充电装置，它使用价廉的电子管(如闸流管)作为开关装置，并能使控制单元利用控制信号在所需时间上导通开关装置。此外，气隙电阻用来加速发生在充电电容器及负载(如电滤尘器)之间的LC谐振的衰减，并当气隙上的电位差变为零或低于绝缘击穿电压时使开关装置自动关断，以便能将脉冲形式的电压提供给滤尘器。其结果是，可使用其结构简单控制能力良好的经济的单电源来实现脉冲充电。
此外，通过使用阻塞电子管反向电流的二极管组合，可以改善电子管的寿命及可靠性。
另外，通过以这样的方式将两个电子管及辅助磁路的串联组合相并联，即一个串联组合中的电子管与另一串联组合中的电子管极性相反，可以阻止电流在反向上通过电子管，并由此改善了电子管的寿命及可靠性。
再者，通过设置辅助磁路的偏置电路，可保证防止电流在反向上流过电子管，故改善了可靠性并可输出稳定的脉冲形式的输出电压。
对于本领域的熟练技术人员来说另外的优点及改型是易于得出的。因此，本发明就其宽广范围不能局限于这里图解及描述的具体细节和有代表性的实施例上。相应地，在不偏离根据附设权利要求书及等同部分限定的本发明总构思的情况下可以作出各种修改。