CN106961227A - 大功率高压脉冲刚性调制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率高压脉冲刚性调制器，包括：触发器，输出双极性触发脉冲；多路调制分机，接收所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲生成多路调制脉冲；脉冲变压器，接收所述多路调制脉冲，并将所述多路调制脉冲合成目标脉冲；储能单元，向所述多路调制分机供电；电源单元，对所述储能单元进行充电。本发明实现发射脉冲宽度和重复频率灵活变化并拓展了调制器功率量级，从而适应现代雷达对发射机的要求。
Description
技术领域
本发明涉及高压脉冲调制器技术领域，特别是涉及一种大功率高压脉冲调制器。
背景技术
高压脉冲调制器分为线性调制器和刚性调制器两种方式。目前，大功率线性调制器采用氢闸流管、可控硅等作为调制开关；小功率刚性调制器采用脉冲调制管、IGBT作为调制开关。
线性调制器缺点是调制脉冲宽度由脉冲形成网络(也称人工线、仿真线)决定，这样在电真空管最大工作比限制下，制约了脉冲宽度及重复频率的变化，难以满足现代雷达对发射机的要求。目前，刚性调制器虽然在电真空管最大工作比限制下，脉冲宽度和重复频率可以灵活变化，但是调制器功率量级无法做大，同样也不能满足现代雷达对发射机的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大功率高压脉冲刚性调制器，实现发射脉冲宽度和重复频率灵活变化并拓展了调制器功率量级，从而适应现代雷达对发射机的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：大功率高压脉冲刚性调制器，包括：
触发器，输出双极性触发脉冲；
多路调制分机，接收所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲生成多路调制脉冲；
脉冲变压器，接收所述多路调制脉冲，并将所述多路调制脉冲合成目标脉冲；
储能单元，向所述多路调制分机供电；
电源单元，对所述储能单元进行充电。
优选的，所述脉冲刚性调制器还包括：电流检测单元，检测所述储能单元和所述多路调制分机之间的电流值，并将该电流值输出至触发器；触发器在该电流值大于阈值时，停止输出双极性触发脉冲。
优选的，所述电流检测单元为电流互感器。
优选的，所述电源单元和所述储能单元之间设有第一限流器。
优选的，所述多路调制分机包括：
触发电路，接收所述双极性触发脉冲，并对所述双极性触发脉冲进行降压、稳压，并输出处理后的双极性触发脉冲；
IGBT组件，接收所述储能单元输出的电流和所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲导通或断开，输出多路调制脉冲。
优选的，所述IGBT组件由多个支路并联构成，各支路由多个IGBT器件串联组成。
优选的，所述多路调制分机还包括：均压电路，采用电阻静态均压或RCD动态均压实现各IGBT器件串联均压。
优选的，所述IGBT组件和储能单元之间设有第二限流器。
优选的，所述触发器包括：
触发输入模块，发出产生触发脉冲的触发信号；
调制器状态检测模块，接收所述电流互感器输出的电流值，并在该电流值大于阈值时，向触发脉冲生成模块发出触发终止信号；
触发脉冲生成模块，接收所述触发输入模块发出的触发信号，并根据触发信号输出双极性触发脉冲；以及接收所述调制器状态检测模块发出的触发终止信号，并根据触发终止信号停止输出双极性触发脉冲；
电源变压器，将市电进行变压后为触发脉冲生成模块供电。
本发明的有益效果是：本发明将IGBT调制开关均压均流技术、IGBT调制开关快速保护技术、大功率高压脉冲变压器功率合成技术三者有机结合，拓展了调制器功率量级，提高了发射机可靠性，满足现代雷达对发射机要求。
附图说明
图1为本发明大功率高压脉冲刚性调制器的一个实施例的结构框图；
图2为图1中触发器的一个实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，大功率高压脉冲刚性调制器，包括触发器、多路调制分机、脉冲变压器、储能单元、电源单元和第一限流器，电源单元的电流输出端与储能单元的电流输入端电连接，储能单元的电流输出端与通过第一限流器与多路调制分机的电流输入端电连接，触发器的脉冲输出端与多路调制分机的触发输入端连接，多路调制分机的脉冲输出端与脉冲变压器的脉冲输入端连接。
其中，触发器用于输出双极性触发脉冲；多路调制分机用于接收所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲生成多路调制脉冲；脉冲变压器用于接收所述多路调制脉冲，并将所述多路调制脉冲合成目标脉冲；储能单元用于向所述多路调制分机供电；电源单元用于对所述储能单元进行充电。
所述脉冲刚性调制器还包括电流检测单元，电流检测单元用于检测所述储能单元和所述多路调制分机之间的电流值，并将该电流值输出至触发器；触发器在该电流值大于阈值时，停止输出双极性触发脉冲。本实施例中电流检测单元采用电流互感器。
所述第一限流器为限流电阻。
所述多路调制分机包括触发电路和IGBT组件；触发电路用于接收所述双极性触发脉冲，并对所述双极性触发脉冲进行降压、稳压，并输出处理后的双极性触发脉冲，本实施例中，设置触发脉冲变压器对双极性触发脉冲进行降压，设置双向稳压二极管对双极性触发脉冲进行稳压；IGBT组件用于接收所述储能单元输出的电流和所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲导通或断开，输出多路调制脉冲。
IGBT选用仙童半导体公司HGTG27N120，多路调制分机电压的冗余度有2.4倍，电流的冗余度3.9倍。
所述IGBT组件由多个支路并联构成，各支路由多个IGBT器件串联组成。本实施例中，IGBT组件由两个支路并联构成，其中每个支路由四个IGBT器件串联组成。
所述多路调制分机还包括均压电路，均压电路用于采用电阻静态均压或RCD动态均压实现各IGBT器件串联均压。
所述IGBT组件和储能单元之间设有第二限流器，第二限流器为限流电阻、电感。
如图2所示，所述触发器包括触发输入模块、触发脉冲生成模块、电源变压器和调制器状态检测模块，触发输入模块的控制输出端与触发脉冲生成模块的第一控制输入端通信连接，电源变压器的电流输入端接市电，电源变压器的电流输出端与触发脉冲生成模块的电流输入端电连接，调制器状态检测模块的信号输入端与电流检测单元的信号输出端连接，调制器状态检测模块的控制输出端与触发脉冲生成模块的第二控制输入端通信连接，触发脉冲生成模块的脉冲输出端与多路调制分机的触发输入端连接。
该触发器中，触发输入模块用于发出产生触发脉冲的触发信号；触发脉冲生成模块用于接收所述触发输入模块发出的触发信号，并根据触发信号输出双极性触发脉冲；以及接收所述调制器状态检测模块发出的触发终止信号，并根据触发终止信号停止输出双极性触发脉冲；电源变压器用于将市电进行变压后为触发脉冲生成模块供电；调制器状态检测模块用于接收所述电流检测单元输出的电流值，并在该电流值大于阈值时，向触发脉冲生成模块发出触发终止信号，触发脉冲生成模块根据触发终止信号停止输出双极性触发脉冲；以及向预设设备发出故障报警信号。
触发器采用CMOS集成电路，其转换电平门限高，抗干扰能力强。调制分机一点接地，电流检测单元与触发器共地，避免地线带来的干扰；触发器内的信号线采用电缆传输，避免辐射干扰。
本实施例提供的是一种阵列式刚性调制器，相较于阵列式线性调制器，其优点如表1所示。
表1阵列式线性调制器与阵列式刚性调制器性能比较
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，包括：
触发器，输出双极性触发脉冲；
多路调制分机，接收所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲生成多路调制脉冲；
脉冲变压器，接收所述多路调制脉冲，并将所述多路调制脉冲合成目标脉冲；
储能单元，向所述多路调制分机供电；
电源单元，对所述储能单元进行充电。
2.根据权利要求1所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述脉冲刚性调制器还包括：电流检测单元，检测所述储能单元和所述多路调制分机之间的电流值，并将该电流值输出至触发器；触发器在该电流值大于阈值时，停止输出双极性触发脉冲。
3.根据权利要求1所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述电流检测单元为电流互感器。
4.根据权利要求1所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述电源单元和所述储能单元之间设有第一限流器。
5.根据权利要求1所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述多路调制分机包括：
触发电路，接收所述双极性触发脉冲，并对所述双极性触发脉冲进行降压、稳压，并输出处理后的双极性触发脉冲；
IGBT组件，接收所述储能单元输出的电流和所述双极性触发脉冲，并根据所述双极性触发脉冲导通或断开，输出多路调制脉冲。
6.根据权利要求5所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述IGBT组件由多个支路并联构成，各支路由多个IGBT器件串联组成。
7.根据权利要求6所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述多路调制分机还包括：均压电路，采用电阻静态均压或RCD动态均压实现各IGBT器件串联均压。
8.根据权利要求5所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述IGBT组件和储能单元之间设有第二限流器。
9.根据权利要求1所述的大功率高压脉冲刚性调制器，其特征在于，所述触发器包括：
触发输入模块，发出产生触发脉冲的触发信号；
调制器状态检测模块，接收所述电流互感器输出的电流值，并在该电流值大于阈值时，向触发脉冲生成模块发出触发终止信号；
触发脉冲生成模块，接收所述触发输入模块发出的触发信号，并根据触发信号输出双极性触发脉冲；以及接收所述调制器状态检测模块发出的触发终止信号，并根据触发终止信号停止输出双极性触发脉冲；
电源变压器，将市电进行变压后为触发脉冲生成模块供电。
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