CN102214540B - 一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器 - Google Patents

一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器 Download PDF

Info

Publication number
CN102214540B
CN102214540B CN 201010143074 CN201010143074A CN102214540B CN 102214540 B CN102214540 B CN 102214540B CN 201010143074 CN201010143074 CN 201010143074 CN 201010143074 A CN201010143074 A CN 201010143074A CN 102214540 B CN102214540 B CN 102214540B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
voltage
transformer
output
negative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201010143074
Other languages
English (en)
Other versions
CN102214540A (zh
Inventor
王刚
毕磊
刘事明
张院民
马胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Electronics of CAS
Original Assignee
Institute of Electronics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Electronics of CAS filed Critical Institute of Electronics of CAS
Priority to CN 201010143074 priority Critical patent/CN102214540B/zh
Publication of CN102214540A publication Critical patent/CN102214540A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102214540B publication Critical patent/CN102214540B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器，涉及行波管技术，包括脉冲发生器、高压隔离脉冲变压器、触发隔离变压器、电容、电阻、可控硅；用脉冲发生器产生的脉冲前沿触发负脉冲发生器，负脉冲发生器输出经一隔直电容接高压隔离脉冲变压器初级一端，另一端接地，隔离脉冲变压器次级串联二极管、并联电容和可控硅；用脉冲发生器的脉冲后沿接驱动电路，驱动电路输出经一电容接触发隔离变压器，触发隔离变压器次级与可控硅串联，并与输出电路连接。本发明不使用MOS管，解决了抗辐照问题，并极大地降低了电路的成本，完全采用国产器件。

Description

一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器
技术领域
本发明涉及行波管技术领域，为一种孔栅控制的行波管低损耗宽脉冲负电压调制电路。
背景技术
空间行波管广泛地用于卫星、导航定位、军事测绘、微波遥感、电子侦察与对抗、数据传输等方面，是军用和民用技术领域不可替代的重要器件[参考文献：廖复疆主编，《真空电子技术》(第二版)-信息化武器装备的心脏，国防工业出版社，北京(2008)]。为了控制行波管电子束的开通与关断，需要对行波管孔栅进行电压进行调制。
孔栅调制器一般采用耐高压VDMOS管作开关，通过主管和截尾管的交替工作对截止偏压和开通栅压进行斩波，形成调制波形。这种方案须有一独立负偏压电源，同时大量使用VDMOS管，耐行波管放电能力差，功耗大，抗辐照能力受到很大制约，在航天应用暴露出可靠性差，成本高的天然弱点。
发明内容
本发明的目的是公开一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器，其调制器电路显著地提高了可靠性，降低了功耗和成本。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器，其包括脉冲发生器、高压隔离脉冲变压器、触发隔离变压器、电容、电阻、可控硅；用脉冲发生器产生的脉冲前沿触发负脉冲发生器，负脉冲发生器输出经一隔直电容接高压隔离脉冲变压器初级一端，另一端接地，隔离脉冲变压器次级串联二极管、并联电容和可控硅；
用脉冲发生器的脉冲后沿接驱动电路，驱动电路输出经一电容接触发隔离变压器，触发隔离变压器次级与可控硅串联，并与输出电路连接。
所述的负电压调制器，其所述负脉冲发生器采用1us窄脉冲发生器驱动负偏压形成，负偏压保持电容典型值为100-200pF，以实现极低损耗。
所述的负电压调制器，其所述隔离脉冲变压器次级并联的电容，为300pF左右，调制器输出截止偏压时的带载能力为100uA左右。
所述的负电压调制器，其流程为：
a)将外触发脉冲分别提取前后沿，形成1us左右的窄脉冲，前沿脉冲通过脉冲放大电路驱动一高压隔离脉冲变压器；
b)高压隔离脉冲变压器次级输出经二极管给保持电容充电形成负偏压-Eg并维持；
c)后沿脉冲通过脉冲驱动电路触发截尾可控硅对保持电容放电，形成调制脉冲上升沿输出；
d)由于保持电容彻底放电，可控硅自动恢复截止。
所述的负电压调制器，其其输出脉冲宽度由外触发脉冲宽度确定，适用范围为10us～连续波，最大重复频率50kHz，前后沿小于0.5us。
所述的负电压调制器，其所述高压隔离脉冲变压器的变比n根据脉冲放大输出幅度Vi和负偏压-Eg幅度决定：n＝Eg/Vi。
所述的负电压调制器，其在输出截止偏压大于-800V，开通偏压负几伏时，脉宽1.7ms，占空比32％时，消耗初级28V母线电流不超过1mA。
所述的负电压调制器，其所述开通偏压负几伏，为-12V之内，开通偏压的具体数值由电位器R2调整。
本发明的一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器，采用了独创的脉冲钳位副电平形成电路和可控硅截尾电路，在不使用VDMOS管的情况下大大地降低了功耗，电路中无不耐辐照器件，耐放电能力强且成本极其低廉，可完全满足行波管孔栅控制的技术要求。
附图说明
图1为本发明的一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器电路原理简图；
图2为本发明各主要节点时序及波形图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器电路。包括脉冲发生器、高压隔离脉冲变压器T1、触发隔离变压器T2、电容C、电阻R、二极管D、可控硅Q；用脉冲发生器产生的脉冲前沿触发负脉冲发生器，负脉冲发生器输出经一隔直电容C1接高压隔离脉冲变压器T1初级一端，另一端接地，隔离脉冲变压器T1次级串联二极管D1、并联电容C2、C3和可控硅Q1；
用脉冲发生器的脉冲后沿接驱动电路，驱动电路输出经一电容C5接触发隔离变压器T2，触发隔离变压器T2次级与可控硅Q1串联，并与输出电路连接。
将外触发脉冲分别提取前后沿，形成1us左右的窄脉冲，前沿脉冲通过脉冲放大电路驱动一高压隔离脉冲变压器T1，变比n根据脉冲放大输出幅度Vi和负偏压-Eg幅度决定：n＝Eg/Vi。
高压隔离脉冲变压器T1次级输出经二极管D1给保持电容C2、C3充电形成-Eg并维持。
后沿脉冲通过脉冲驱动电路触发截尾可控硅Q1对保持电容C2、C3放电，形成调制脉冲上升沿。由于保持电容C2、C3彻底放电，可控硅Q1自动恢复截止。
参见图2，为本发明的负电压调制器各主要节点时序及波形图。
本发明的一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器，它的输出脉冲宽度由外触发脉冲宽度确定，适用范围为10us～连续波，最大重复频率50kHz，前后沿小于0.5us。在其典型应用情况下，即输出截止偏压大于-800V，开通偏压负几伏(在-12V之内，开通偏压的具体数值可由电位器R2调整)，脉宽1.7ms，占空比32％时，消耗初级28V母线电流不超过1mA。
本发明由于采用脉冲隔离变压器及电平钳位电路形成脉冲前沿及脉顶，采用小型可控硅进行脉冲截尾，不使用MOS管，解决了抗辐照问题，并极大地降低了电路的成本，可以完全采用国产器件。为保证100uA左右的负载能力，在隔离脉冲变压器次级并联300pF左右的电容，以增加脉冲变压器储能，增强调制器输出截止偏压时的带载能力(约100uA)。采用1us窄脉冲发生器驱动负偏压形成高压隔离脉冲变压器和截位可控硅触发隔离变压器，负偏压保持电容典型值较小(100-200pF)，可实现极低损耗。
本发明的一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器，采用了独创的脉冲钳位副电平形成电路和可控硅截尾电路，在不使用VDMOS管的情况下大大地降低了功耗，电路中无不耐辐照器件，耐放电能力强且成本极其低廉，可完全满足行波管孔栅控制的技术要求。

Claims (7)

1.一种用于空间行波管控制极的负电压调制器，其特征在于，包括脉冲发生器、高压隔离脉冲变压器、触发隔离变压器、电容、电阻、可控硅；用脉冲发生器产生的脉冲前沿触发负脉冲发生器，负脉冲发生器输出经一隔直电容接高压隔离脉冲变压器初级一端，另一端接地，高压隔离脉冲变压器次级与二极管串联，且高压隔离脉冲变压器次级并联于电容和可控硅；
用脉冲发生器的脉冲后沿接驱动电路，驱动电路输出经一电容接触发隔离变压器，触发隔离变压器次级与可控硅串联，并与输出电路连接。
2.如权利要求1所述的负电压调制器，其特征在于，所述负脉冲发生器采用1us窄脉冲发生器驱动负偏压形成电路，负偏压保持电容C3的电容值为100-200pF。
3.如权利要求1所述的负电压调制器，其特征在于，所述高压隔离脉冲变压器次级并联的电容，其电容值为300pF，调制器输出截止偏压时的带载能力为100uA。
4.如权利要求1所述的负电压调制器，其特征在于，流程为：
a)将外触发脉冲分别提取前后沿，形成1us左右的窄脉冲，前沿脉冲通过脉冲放大电路驱动一高压隔离脉冲变压器；
b)高压隔离脉冲变压器次级输出经二极管给保持电容充电形成负偏压-Eg并维持；
c)后沿脉冲通过脉冲驱动电路触发截尾可控硅对保持电容放电，形成调制脉冲上升沿输出；
d)由于保持电容彻底放电，可控硅自动恢复截止。
5.如权利要求1或4所述的负电压调制器，其特征在于，其输出脉冲宽度由外触发脉冲宽度确定，适用范围为10us～连续波，最大重复频率50kHz，前后沿小于0.5us。
6.如权利要求4所述的负电压调制器，其特征在于，所述高压隔离脉冲变压器的变比n根据脉冲放大输出幅度Vi和负偏压-Eg幅度决定：n＝Eg/Vi。
7.如权利要求5所述的负电压调制器，其特征在于，在输出截止偏压大于-800V，开通偏压负几伏时，脉宽1.7ms，占空比32％时，消耗初级28V母线电流不超过1mA；
其中，所述开通偏压负几伏，为-12V之内，开通偏压的具体数值由电位器R2调整。
CN 201010143074 2010-04-07 2010-04-07 一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器 Active CN102214540B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010143074 CN102214540B (zh) 2010-04-07 2010-04-07 一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010143074 CN102214540B (zh) 2010-04-07 2010-04-07 一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102214540A CN102214540A (zh) 2011-10-12
CN102214540B true CN102214540B (zh) 2013-01-30

Family

ID=44745808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010143074 Active CN102214540B (zh) 2010-04-07 2010-04-07 一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102214540B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102568983B (zh) * 2011-11-18 2015-08-12 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种基于mos管的双开关栅控行波管调制器
CN105897235A (zh) * 2016-05-03 2016-08-24 苏州泰思特电子科技有限公司 实现驱动信号同步的scr电子开关
CN108933584B (zh) * 2017-05-24 2021-11-30 中国人民解放军信息工程大学 一种脉冲调制器及其驱动电路
CN113572485B (zh) * 2021-06-28 2022-05-20 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 一种行波管调制器过脉宽保护电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101931328A (zh) * 2009-06-26 2010-12-29 中国科学院电子学研究所 用于行波管电源调制器的高压开关电源

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5158585B2 (ja) * 2007-10-12 2013-03-06 株式会社ネットコムセック 電源装置及び高周波回路システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101931328A (zh) * 2009-06-26 2010-12-29 中国科学院电子学研究所 用于行波管电源调制器的高压开关电源

Also Published As

Publication number Publication date
CN102214540A (zh) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102214540B (zh) 一种用于空间行波管控制极的宽脉冲低损耗负电压调制器
CN103326612A (zh) 一种单极性微秒脉冲高压电源
CN108923641A (zh) 一种基于dsrd的高压快脉冲电源
CN103391078A (zh) 一种小型高效的大功率固态调制器
CN110071707A (zh) 协同脉冲信号发生装置
DE202017103327U1 (de) Vorrichtung zum Zünden einer Plasmalast
CN110138360A (zh) 一种基于rsd的去磁开关高效脉冲功率发生电路
Ma et al. MHz nanosecond rectangular pulse generator with high voltage gain and multimode
CN201550090U (zh) 一种脉冲调制器
CN101951034B (zh) 基于脉冲功率放大器的供电装置
CN105896982A (zh) 一种buck倍频电路
CN102480247A (zh) 一种脉冲磁控管发射机的电源装置
DE830522C (de) Schaltung zur Erzeugung eines durch einen Steuerimpuls ausgeloesten Hochfrequenz-Leistungs-Impulses
CN111030651B (zh) 一种双电压源脉冲调制器电路及快前沿脉冲调制器
CN209269860U (zh) 一种纳米刀肿瘤消融控制装置
CN201878039U (zh) 一种脉冲磁控管发射机的电源装置
CN107465361B (zh) 一种小型化的脉冲高压电源
CN114081614B (zh) 脉冲电场组织消融装置
Liu et al. An all solid-state pulsed power generator based on Marx generator
CN103780119A (zh) 一种高功率长脉冲功率源
CN204206133U (zh) 一种基于阴极正负输出的栅极调制器
CN208241573U (zh) 一种基于dsrd的高压快脉冲电源
CN106936416A (zh) 一种反向开关晶体管触发电路
CN108678920B (zh) 点火电路及固体烧蚀脉冲式电推力器
CN106452158B (zh) 一种变压器型组合波发生电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20111012

Assignee: SEAS (BEIJING) INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD.

Assignor: Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences

Contract record no.: 2014990000160

Denomination of invention: Wide-pulse low-loss negative voltage modulator for control electrode of space traveling wave tube

Granted publication date: 20130130

License type: Exclusive License

Record date: 20140331

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model