CN106253208A - 一种自保护阴控调制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自保护阴控调制器，包括直流高压电源、储能电容、阴控脉冲调制开关、驱动保护电路以及阴控行波管；所述储能电容并联于直流高压电源的输出端口；所述阴控脉冲调制开关包括三个端口；所述储能电容的一端还连接有所述阴控脉冲调制开关的第一端口，所述阴控脉冲调制开关的第二端口连接所述驱动保护电路的一端，所述驱动保护电路的另一端接地；所述控脉冲调制开关的第三端口连接所述阴控行波管。所述阴控脉冲调制开关和储能电容之间还连接有限流电阻。本发明可保护昂贵的高压电源、阴控行波管以及高频开关，无需加撬棒管可实现更好更快速的保护整个电路系统。

Description

一种自保护阴控调制器

技术领域

本发明涉及雷达发射机器件，具体涉及一种自保护阴控调制器。

背景技术

自从雷达诞生至今，在几十年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是近年来，雷达在航电系统综合化的过程中变化非常大，如雷达作为独立系统，起初失去了显示分系统，接着又失去了信号和数据处理分系统，现在仅剩下接收、发射和天线等主要分系统。同时雷达作为一种有源传感器，与激光、红外、紫光和声学等不同传感器信息融合，增强了探测功能和环境适应性。可见雷达已与电子系统打破了明显界限，雷达系统作为独立设备有逐步消亡的趋势。故而对雷达发射机也随之提出了更高的要求。而作为雷达发射机重要组成部分--调制器，更是重中之重。现已发展出多种工作方式，以满足雷达的各种要求和更优的性能。通过对技术和市场的了解调研，由于半导体阴控调制器有优于其他工作方式调制器的优点，故国内外多家科研部门现都致力于研制半导体阴控调制器。

阴控调制器中包括阴控行波管，当阴控行波管工作中出现管内打火现象时，如果不采取措施则有可能由于高压直流电源所连接的储能电容中的能量损坏阴控行波管(TWT)、高压直流电源、阴控调制器或其它电路模块。一般的保护方法是采用一种专门研制的与行波管并联使用的利用自触发电路工作的高压撬棒管(crowbar)来快速分流储能电容中的能量从而保护行波管及其它部件。由于高压储能电容C一般为3～8μF，储能电压达数十千伏，通过限流电阻进行放电，而且是完全放电，直至Us＝0V，故此回路在约1mS时间内能量可达数千焦耳，可见该方法的不足之处是在瞬间放电过程中对储能电容和限流电阻的电冲击较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种自保护阴控调制器。

本发明的技术方案如下：

一种自保护阴控调制器，包括直流高压电源、储能电容、阴控脉冲调制开关、驱动保护电路以及阴控行波管；所述储能电容并联于直流高压电源的输出端口；所述阴控脉冲调制开关包括三个端口；所述储能电容的一端还连接有所述阴控脉冲调制开关的第一端口，所述阴控脉冲调制开关的第二端口连接所述驱动保护电路的一端，所述驱动保护电路的另一端接地；所述控脉冲调制开关的第三端口连接所述阴控行波管。所述阴控脉冲调制开关和储能电容之间还连接有限流电阻。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明中的模块采用特制环氧灌注。保证了产品可在更小的体积下保证产品的绝缘耐压强度，现可做到40kV。

2、本发明中的产品分为两部分的模块设计。便于产品之间的维修与替换，保证了产品的通用化、系列化、模块化等的特殊要求。

3、本发明具有特有的自保护功能。在实际使用过程中，阴控调制器与阴控行波管处于串联的状态，由于阴控行波管容易打火，一般都需要另外采用撬棒管并联在行波管上泄放打火能量，从而保护昂贵的高压电源、阴控行波管以及高频开关，而本产品无需加撬棒管可实现更好更快速的保护整个电路系统。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是阴控调制器波形关系示意图。

具体实施方式

图1是本发明的结构示意图。如图1所示，本发明包括直流高压电源、储能电容、阴控脉冲调制开关、驱动保护电路以及阴控行波管；储能电容并联于直流高压电源的输出端口；阴控脉冲调制开关包括三个端口，第一端口和第三端口分别连接直流高压电源的通路，第二端口为阴控脉冲调制开关的控制端；储能电容的一端还连接有阴控脉冲调制开关的第一端口，阴控脉冲调制开关的第二端口连接驱动保护电路的一端，驱动保护电路的另一端接地；阴控脉冲调制开关的第三端口连接阴控行波管。

本发明是先把阴控调制器中的TTL电平的脉冲同步信号功率放大，然后取出后沿脉冲。经过功率放大后的TTL脉冲同步信号前沿脉冲打开阴控脉冲调制开关，取出的后沿脉冲关闭阴控脉冲调制开关。打火保护信号与取出的后沿信号合并，当打火时及时关闭阴控脉冲调制开关。图2是阴控调制器波形关系示意图。在调制器中合理的限流电阻及快速保护二极管是必不可少的。

当阴控行波管内产生打火时，脉冲电流取样电路获得取样信号，通过驱动保护电路的放大和高压隔离再驱动阴控调制器，使阴控脉冲调制开关由平时的导通状态快速变为截止状态(高阻状态)，从而阻断了阴控行波管与高压直流电源的通路，高压直流电源上连接的储能电容随即终止继续放电。从阴控行波管内产生打火到保护截止的时间仅为t＝0.5uS～1uS，也就是高压直流电源通过阴控行波管放电的时间在1uS以内,所以储能电容所释放的能量仅为：

${\mathrm{Ws}}_t=\frac{{\mathrm{CsUs}}^2}{2}-\frac{{{\mathrm{CsUs}}_t}^2}{2}<<\frac{{\mathrm{CsUs}}^2}{2};$

这样大大减轻了储能电容和限流电阻上的电冲击，同时也保证了行波管不被电流能量烧毁，储能电容上的剩余能量仍然保留在储能电容之内，其中Us_t表示储能电容在达到工作电压Us后，通过50Ω的限流电阻、和储能电容放电1uS后在储能电容中的剩余电压。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种自保护阴控调制器，其特征在于，包括直流高压电源、储能电容、阴控脉冲调制开关、驱动保护电路以及阴控行波管；所述储能电容并联于直流高压电源的输出端口；所述阴控脉冲调制开关包括三个端口；所述储能电容的一端还连接有所述阴控脉冲调制开关的第一端口，所述阴控脉冲调制开关的第二端口连接所述驱动保护电路的一端，所述驱动保护电路的另一端接地；所述控脉冲调制开关的第三端口连接所述阴控行波管；所述阴控脉冲调制开关和储能电容之间还连接有限流电阻。