提出了一种用于高侧开关的短路限流及保护电路。电路采用二级保护的方式,当短路检测电压不为零且低于参考电压时,限制栅源电压，对电路限流;当短路检测电压高于参考电压时,则延时一段时间后关断功率管。芯片采用0.18 μm 100 V BCD工艺流片。测试结果表明,在先工作后短路和先短路后工作两种情况下,功率管均处于正常工作状态。电路工作电压范围为4~80 V,短路延时时间约200 μs,输出最大可持续电流可达80 A。

提出了一种智能高侧功率开关的短路保护电路, 包括输出短路检测电路、延时信号产生电路和栅源电压限制电路。采用NMOS管用作功率管, 使电路短路时仍处于安全工作区内, 提升了高侧功率开关的可靠性。采用0.6 μm HV SOI工艺对该短路保护电路进行了仿真验证。仿真结果表明, 在硬开关故障和负载短路两种情况下, 功率管保持处于安全工作区内。

LC谐振充电是Tesla变压器常用的初级电容充电技术，但存在对控制时序要求高、易受电磁干扰和不具备故障保护能力等缺陷。针对这个问题，提出了一种时基反馈控制的LC谐振充电电源。该电源与传统LC谐振电源的主要区别在于，采用特殊设计的时基反馈电路取代多路时基控制器，将能量回收开关反向阻断瞬间的电压突变调制为谐振晶闸管触发信号，从而在能量回收结束时刻启动谐振充电，实现各工作回路准确按照预定时序运行。时基反馈电路由高压元件构成，不易受电磁干扰，且在原理上具备负载短路保护能力。该技术已经应用于CKP1000，CKP5000等多台Tesla型超宽谱脉冲源。实验结果表明，在强脉冲辐射环境下，该电源能够1000 Hz重频稳定运行，且能够在Tesla变压器初级短路故障时进行快速自动保护。

为实现绝缘栅双极晶体管(IGBT)的多级串联, 以电阻/电容/二极管(RCD)缓冲电路为动态均压电路, 通过数学分析及PSpice仿真验证, 建立了RCD缓冲电路参数选择模型; 设计了基于数字信号处理器(DSP)控制、光纤隔离传输, 以M57962L为IGBT驱动器的驱动电路及故障反馈电路, 能驱动32只串联IGBT并对其进行过流和短路保护, 32只IGBT的最大导通时间不超过90 ns, 短路保护响应时间约为6 μs; 设计了8路独立输出的50 kV隔离的高压隔离电源, 实现IGBT串联电路各部分的供电及电隔离。基于以上IGBT串联方法, 实现了32只1200 V IGBT的串联, 串联电路可稳定工作在20 kV电压下。