CN103001619A - 一种固态调制器 - Google Patents

一种固态调制器 Download PDF

Info

Publication number
CN103001619A
CN103001619A CN2012104285792A CN201210428579A CN103001619A CN 103001619 A CN103001619 A CN 103001619A CN 2012104285792 A CN2012104285792 A CN 2012104285792A CN 201210428579 A CN201210428579 A CN 201210428579A CN 103001619 A CN103001619 A CN 103001619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
triggering module
charging
switch triggering
state modulator
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.)
Pending
Application number
CN2012104285792A
Other languages
English (en)
Inventor
吴海林
明先霞
王年峰
刘林
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.)
WUHU GLORYMV ELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
WUHU GLORYMV ELECTRONICS CO Ltd
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 WUHU GLORYMV ELECTRONICS CO Ltd filed Critical WUHU GLORYMV ELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN2012104285792A priority Critical patent/CN103001619A/zh
Publication of CN103001619A publication Critical patent/CN103001619A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开了一种固态调制器,其特征在于:所述的调制器为充电电源以并联的方式接入每个相互独立的开关触发模块的充电电容C1进行充电;放电时每个开关触发模块的充电电容C1以串联的方式接入脉冲变压器;脉冲变压器再接入磁控管,由于采用上述结构,该固态调制器具有以下优点:1、具有充电精度高,抗负载短路特性强的特点;2、性能稳定,故障率低;3、利用简单的电路对现有技术进行改进,生产成本低。

Description

一种固态调制器技术领域
[0001] 本发明涉及高压脉冲调制器,特别涉及一种固态调制器。
背景技术
[0002] 高压脉冲功率技术已在加速器、雷达发射机、安全检查、工业无损探伤等诸多领域有着广泛的应用。尤其在反恐、走私、肿瘤医疗、辐照领域已经形成了批量化的趋势,而且发展势头迅猛。作为其核心部件的高压脉冲调制器,它实现方式的先进性、可靠性、稳定性、精度等指标直接影响了整个系统的应用与发展。目前市场上应用的高压脉冲调制器的调制开关多采用电子真空管作为开关器件,这种开关管存在明显的缺陷,寿命短、体积大、辅助电路复杂、稳定可靠性差、器件损耗大、驱动电路复杂、脉冲宽度不可调等诸多缺点。
[0003] 因为上述原因固态调制器的应用越来越广,固态调制器的关键组件是固态开关。目前在高压固态开关中采用的功率半导体器件一般有IGCT、门可关断闸流管、IGBT和功率MOSFET0目前在大多数固态调制器中都采用IGBT和功率M0SFET。但是其充电精度不高,抗负载短路特性弱,导致整个调制器的故障率高。
[0004] 因此提供一种新型的固态调制器,以解决目前固态调制器其充电精度不高,抗负载短路特性弱的问题。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是,提供一种固态调制器,具有充电精度高,抗负载短路特性强的特点。
[0006] 为达到上述目的,本发明的技术方案是,一种固态调制器,其特征在于:所述的调制器为充电电源以并联的方式接入每个相互独立的开关触发模块的充电电容Cl进行充电;放电时每个开关触发模块的充电电容Cl以串联的方式接入脉冲变压器;脉冲变压器再接入磁控管。
[0007] 所述的充电电源经过充电电感LI依次接入相互独立的开关触发模块中的充电二极管V4后再分别接入本开关触发模块中的触发开关Vl和储能电容Cl ;第一个开关触发模块的触发开关Vl和最后一个开关触发模块的储能电容Cl接入脉冲变压器。
[0008] 所述的开关触发模块中电阻Rl与二极管V2并联后与电容C2串联接入触发开关Vl的两端,从而有效的吸收触发开关Vl两端的尖峰电压,保护触发开关VI。
[0009] 所述的开关触发模块中二极管V3连接充电电容Cl和触发开关VI。
[0010] 所述的开关触发模块中电阻R2与电容C3串联后连接充电电容Cl和触发开关Vl。
[0011] 所述的充电电源同时连接10个相互独立的开关触发模块。
[0012] 一种固态调制器,由于采用上述结构,该固态调制器具有以下优点:1、具有充电精度高,抗负载短路特性强的特点;2、性能稳定,故障率低;3、利用简单的电路对现有技术进行改进,生产成本低。附图说明
[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明;
[0014] 图1为本发明一种固态调制器的电路图;
[0015] 在图1中,1、充电电源;2、开关触发模块;3、脉冲变压器;4、磁控管。
具体实施方式
[0016] 本发明采用IGBT作为开关单元,IGBT的器件成本、通流能力、导通损耗、工作电压和峰值功率方面都具有较大的优势,因此采用IGBT作为开关单元。IGBT固态开关有良好的开关特性,在纯阻性负载时,输出脉冲宽度可在600ns〜DC之间调节,上升时间一般小于200ns,下降时间最大为几个微秒,脉冲重复频率可达几百千赫兹。
[0017] 本发明选用IGBT作为固态调制器的开关器件。每个开关模块独立设计,根据负载功率大小选择开关模块的数量,采用并联充电串联放电的电路拓扑结构。同时每个开关模块中集成了开关保护电路和脉冲匹配电路。充电电源采用串联谐振、恒流充电的模式,这种电源具有充电精度高、抗负载短路特性强等特点。脉冲变压器可以起到阻抗变换的作用,同时在负载打火时起到一个缓冲的作用。
[0018] 如图1所示,充电电源I以并联的方式接入每个相互独立的开关触发模块2的充电电容Cl进行充电;放电时每个开关触发模块2的充电电容Cl以串联的方式接入脉冲变压器3,脉冲变压器3再接入磁控管4。
[0019] 充电电源I经过充电电感LI依次接入相互独立的开关触发模块2中的充电二极管V4后再分别接入本开关触发模块2中的触发开关Vl和储能电容Cl ;第一个开关触发模块2的触发开关Vl和最后一个开关触发模块2的储能电容Cl接入脉冲变压器3。
[0020] 开关触发模块2中电阻Rl与二极管V2并联后与电容C2串联接入触发开关Vl的两端,从而有效的吸收触发开关Vl两端的尖峰电压,保护触发开关VI。开关触发模块2中二极管V3连接充电电容Cl和触发开关VI。开关触发模块2中电阻R2与电容C3串联后连接充电电容Cl和触发开关VI。充电电源I同时连接10个相互独立的开关触发模块2。
[0021] 具体的,充电电源I首先通过充电电感LI然后再通过充电二极管V4给每个开关触发模块2的储能电容Cl充电。等到触发信号来临时每个开关触发模块2的触发开关Vl开通,储能电容Cl开始放电。通过以上的分析可以清晰的看出每个开关触发模块2充电时是并联充电,放电时是串联放电。
[0022] 作为固态开关的半导体器件可以硬关断,即当有触发信号时开关开通,当没有触发信号时开关关断,这样负载脉冲的宽度很容易调节,只要储能电容Cl足够大,脉冲的宽度可以做到很宽。由于开关是硬关断,所以在触发开关Vl关断的瞬间因为整个放电回路中引线电感的存在,在每个开关Vl的两端会有一个尖峰电压。为了有效的保护开关VI,在每个开关Vl的两端并接了 RDC吸收网络。即图1中并在每个开关Vl上面的电阻R1、二极管V2、电容C2,在开关Vl关断时开关Vl两端的尖峰电压通过二极管V2向电容C2充电,当触发开关Vl开通时电容C2再通过电阻Rl放电。
[0023] 每个开关触发模块2上面的二极管V3有几个方面的作用:1、在充电过程中为每个开关触发模块2的储能电容Cl提供充电通道;2、在放电过程如果哪个开关触发模块2中的触发开关Vl没有开通,二极管V3可以提供放电通道;3、在触发开关Vl关断时为脉冲变压器的初级回路提供一个续流通道。每个开关触发模块2上的电阻R2、电容C3在脉冲开始时可以调节负载脉冲前的快慢。
[0024] 本发明中的固态调制器的主要特点是效率高、体积小、寿命长、脉宽连续可调、负载器件打火保护响应快、输出阻抗小;调制器中的高压器件少、可靠性高、维修成本低、需停机维修的故障少。上述特点更适用于要求高平均功率、高峰值功率、小型化、高可靠性、系统参数变化频繁的场合。
[0025] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种固态调制器,其特征在于:所述的调制器为充电电源(I)以并联的方式接入每个相互独立的开关触发模块(2)的充电电容(Cl)进行充电;放电时每个开关触发模块(2) 的充电电容(Cl)以串联的方式接入脉冲变压器(3);脉冲变压器(3)再接入磁控管(4)。
2.根据权利要求1所述的一种固态调制器,其特征在于:所述的充电电源(I)经过充电电感(LI)依次接入相互独立的开关触发模块(2)中的充电二极管(V4)后再分别接入本开关触发模块(2)中的触发开关(Vl)和储能电容(Cl);第一个开关触发模块(2)的触发开关 (Vl)和最后一个开关触发模块(2)的储能电容(Cl)接入脉冲变压器(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种固态调制器,其特征在于:所述的开关触发模块(2) 中电阻(Rl)与二极管(V2)并联后与电容(C2)串联接入触发开关(Vl)的两端。
4.根据权利要求1或2所述的一种固态调制器,其特征在于:所述的开关触发模块(2) 中二极管(V3)连接充电电容(Cl)和触发开关(VI)。
5.根据权利要求1或2所述的一种固态调制器,其特征在于:所述的开关触发模块(2) 中电阻(R2)与电容(C3)串联后连接充电电容(Cl)和触发开关(VI)。
6.根据权利要求1或2所述的一种固态调制器,其特征在于:所述的充电电源(I)同时连接10个相互独立的开关触发模块(2)。
CN2012104285792A 2012-10-31 2012-10-31 一种固态调制器 Pending CN103001619A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104285792A CN103001619A (zh) 2012-10-31 2012-10-31 一种固态调制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104285792A CN103001619A (zh) 2012-10-31 2012-10-31 一种固态调制器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103001619A true CN103001619A (zh) 2013-03-27

Family

ID=47929828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104285792A Pending CN103001619A (zh) 2012-10-31 2012-10-31 一种固态调制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103001619A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103391078A (zh) * 2013-07-19 2013-11-13 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种小型高效的大功率固态调制器
CN109448951A (zh) * 2018-11-24 2019-03-08 芜湖国睿兆伏电子有限公司 一种固态脉冲调制器的去磁电路
CN109687855A (zh) * 2018-11-28 2019-04-26 电子科技大学 一种基于igbt的非同步触发高压脉冲调制器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0827263A2 (en) * 1996-08-29 1998-03-04 Trw Inc. A double forward converter with soft-PWM switching
US6222352B1 (en) * 1999-05-06 2001-04-24 Fairchild Semiconductor Corporation Multiple voltage output buck converter with a single inductor
CN202918263U (zh) * 2012-10-31 2013-05-01 芜湖国睿兆伏电子股份有限公司 一种固态调制器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0827263A2 (en) * 1996-08-29 1998-03-04 Trw Inc. A double forward converter with soft-PWM switching
US6222352B1 (en) * 1999-05-06 2001-04-24 Fairchild Semiconductor Corporation Multiple voltage output buck converter with a single inductor
CN202918263U (zh) * 2012-10-31 2013-05-01 芜湖国睿兆伏电子股份有限公司 一种固态调制器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KEFU LIU: "An all solid-state pulsed power generator based on Marx generator", 《PULSED POWER CONFERENCE,2007 16TH IEEE INTERNATIONAL》 *
韩博等: "一种新型固态刚管调制磁控管发射机", 《现代雷达》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103391078A (zh) * 2013-07-19 2013-11-13 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种小型高效的大功率固态调制器
CN109448951A (zh) * 2018-11-24 2019-03-08 芜湖国睿兆伏电子有限公司 一种固态脉冲调制器的去磁电路
CN109448951B (zh) * 2018-11-24 2021-03-26 芜湖国睿兆伏电子有限公司 一种固态脉冲调制器的去磁电路
CN109687855A (zh) * 2018-11-28 2019-04-26 电子科技大学 一种基于igbt的非同步触发高压脉冲调制器
CN109687855B (zh) * 2018-11-28 2021-06-01 电子科技大学 一种基于igbt的非同步触发高压脉冲调制器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2355089C2 (ru) Коммутация электрической мощности с эффективной защитой переключателя
CN101534071B (zh) 全固态高压纳秒脉冲电源
Wang et al. All-solid-state repetitive pulsed-power generator using IGBT and magnetic compression switches
CN103036146B (zh) 一种准分子激光器脉冲电源
Yokoo et al. Repetitive pulsed high-voltage generator using semiconductor opening switch for atmospheric discharge
Rao et al. All solid-state nanosecond pulsed generators based on Marx and magnetic switches
CN103001619A (zh) 一种固态调制器
CN202918263U (zh) 一种固态调制器
Li et al. Repetitive high voltage rectangular waveform pulse adder for pulsed discharge of capacitive load
Zhang et al. Design of compact high-voltage capacitor charging power supply for pulsed power application
Rao et al. An all solid-state repetitive high-voltage rectangular pulse generator based on magnetic switch
Lu et al. A solid-state bipolar pulse adder based on phase-shifted control
Wang et al. All solid-state pulsed power generator with semiconductor and magnetic compression switches
Benwell et al. A 5KV, 3MHz solid-state modulator based on the DSRD switch for an ultra-fast beam kicker
CN203590071U (zh) 一种脉冲变压器的磁控管调制器
CN207283434U (zh) 一种瞬时大功率电能量转移脉冲装置
CN202696455U (zh) 场效应管驱动电路
CN101741361B (zh) 一种用于绝缘栅双极晶体管的斜率与峰值综合控制电路
Jiang et al. Compact pulsed power and its industrial applications
Teramoto et al. All-solid-state trigger-less repetitive pulsed power generator utilizing semiconductor opening switch
CN203840305U (zh) 一种并联放电的固态开关
CN102237800B (zh) 适合宽脉冲负载的前级储能交替馈电式高压变换器
Rao et al. Synchronous drive circuit with current limitation for solid‐state pulsed power modulators
CN103391078A (zh) 一种小型高效的大功率固态调制器
Li et al. Development and properties of a 500KJ pulsed power supply

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination