修订需求 — 高压任意波形放大器
用户最新约束
- 外部交互接口仅保留 3 类：
- 电压供电接口
- 信号输入接口
- 信号输出接口
- 负载电容：1.5 nF
- 过流阈值：6 A
- 元器件选择：优先国产/国内供应链器件
- 原目标输出保持：±1000 V peak
- 原信号输入保持：±10 V arbitrary waveform
- 原频率范围暂按：0 至 500 kHz
重新计算的关键约束
500 kHz 满幅正弦电流需求
对于电容负载：
Ipk=2πfCVpk
代入：
- f=500kHz
- C=1.5nF
- Vpk=1000V
得到：
Ipk=4.71A
结论：在 1.5 nF 负载下，±1000 V、500 kHz 满幅正弦所需峰值电流约为 4.71 A，低于 6 A 过流阈值，理论上有约 27% 峰值电流余量。
6 A 对应的最大 dv/dt
对于电容负载：
I=CdtdV
所以：
dtdV=CI=1.5nF6=4000V/μs
结论：6 A 与 1.5 nF 正好对应 4000 V/µs 的最大压摆率；任意波形必须限速，避免超过该边界。
架构影响
由于外部接口只允许供电、输入、输出三类，以下功能应全部内置：
- 主电源转换与保护
- 低压控制电源
- 输入调理与隔离/保护
- 控制器/调制器
- 栅极驱动隔离电源
- HV 输出功率级
- 输出电压/电流检测
- 过流、过压、过温、放电/泄放、联锁逻辑
对外不再单独暴露调试、故障、使能、反馈、辅助电源等接口，除非它们被集成到供电接口或信号接口定义中。
推荐修订方向
- 保持模块化/多电平高压开关放大器方向。
- 将设计目标从 10 A 降至 6 A 后，输出级压力降低，但仍不建议单级硬开关 500 kHz 全压摆。
- 国产优先策略：
- 功率开关优先继续评估 Tokmas/国内 SiC MOSFET，例如 CI90N120SM4 或同级 1200 V SiC 器件。
- 栅极驱动、隔离电源、保护器件、连接器、无源器件优先查找国内品牌或 LCSC/JLCPCB 可采购器件。
- 若某些安全隔离/高速采样器件没有合适国产替代，应允许关键器件采用国际品牌，避免安全或性能风险。
- 下一步应先确定：供电接口电压范围、输入接口形式、输出接口绝缘/连接器要求、连续工作占空比与冷却方式。