CN109495091A - 一种脉冲电压调制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉冲电压调制电路，包括高压输入端、调制电压输出端、脉冲信号输入端以及依次连接在所述高压输入端和所述调制电压输出端间的储能第一电容器、驱动电路和调制管，所述驱动电路进一步与所述脉冲信号输入端和调制管连接，用于在脉冲信号输入端输入的脉冲信号作用下使调制管导通从而使调制电压输出端输出所述高压输入端和所述储能电容器的电压，本发明可提高调制电路的工作电压，使输出的调制电压上升沿和下降沿较快，降低系统的功率损耗，提高系统的效率，进而降低系统发热，使得系统对散热的要求降低。
Description
技术领域
本发明涉及脉冲调制技术领域。更具体地，涉及一种脉冲电压调制电路。
背景技术
当今在各种通信系统和雷达系统中，脉冲电压调制电路是其中不可缺少的组成部分。脉冲功率的大小、脉冲的上升沿和下降沿直接影响到雷达的主要技术性能。随着微波功率管的发展，微波功放的工作电压越来越高，电流越来越大。系统对调制电路的要求也逐步提高，高压高速的要求使得传统的调制电路难以满足新系统的需求。
在现有的技术中，调制电路的工作电压低，无法满足用户的需求。调制的上升沿和下降沿较慢，导致系统的功率损耗较大，降低了系统的效率，同时，使得系统对散热的要求提高。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种脉冲电压调制电路，解决目前脉冲电压调制电路的工作电压低以及系统功率损耗大的问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明公开了一种脉冲电压调制电路，包括高压输入端、调制电压输出端、脉冲信号输入端以及依次连接在所述高压输入端和所述调制电压输出端间的储能第一电容器、驱动电路和调制管，所述驱动电路进一步与所述脉冲信号输入端和调制管连接，用于在脉冲信号输入端输入的脉冲信号作用下使调制管导通从而使调制电压输出端输出所述高压输入端和所述储能电容器的电压。
优选地，所述储能第一电容器的正极端与所述高压输入端连接，负极端与接地端连接。
优选地，所述驱动电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、A节点、B节点、C节点和D节点；
其中，所述第一电阻器的第一端与所述脉冲信号输入端连接，第二端与所述第二电阻器的第一端连接；
所述第二电阻器的第二端与所述第一三极管的控制端连接；
所述第二电容器的第一端与所述脉冲信号输入端连接，第二端与所述第一电阻器的第二端连接；
所述第一三极管的第一端与B节点连接，第二端接地；
所述第三电阻器的第一端与所述高压输入端连接，第二端与A节点连接；
所述第四电阻器的第一端与A节点连接，第二端与B节点连接；
所述第五电阻器的第一端与A节点连接，第二端与所述第六电阻器的第一端连接；
所述第六电阻器的第二端与所述第二三极管的控制端连接；
所述第三电容器的第一端与A节点连接，第二端与所述第六电阻器的第一端连接；
所述第七电阻器的第一端与A节点连接，第二端与所述第八电阻器的第一端连接；
所述第八电阻器的第二端与所述第三三极管的控制端连接；
所述第四电容器的第一端与A节点连接，第二端与所述第八电阻器的第一端连接；
所述第二三极管的第一端与C节点连接，第二端与D节点连接，所述C节点进一步与所述高压输入端和所述调制管的第一端连接，所述D节点进一步与所述调制管的控制端连接；
所述第三三极管的第一端与D节点连接，第二端接地；
所述第五电容器的第一端与所述脉冲信号输入端连接，第二端与所述第四三极管的控制端连接；
所述第四三极管的第一端与D节点连接，第二端接地。
优选地，所述调制管为PMOS管。
优选地，所述调制管的控制端与所述驱动电路连接，第一端与所述高压输入端连接，第二端与所述调制电压输出端连接。
优选地，所述脉冲电压调制电路还包括稳定电容器，所述稳定电容器的第一端与调制管的第二端连接，第二端接地。
优选地，所述储能第一电容器为钽电容或者瓷片电容。
本发明采用储能第一电容器提供瞬时脉冲所需要的能量，并起到稳定电压，减小脉冲顶降的作用，通过驱动电路将小电流的脉冲信号转换成大电流的驱动信号，以便快速驱动后级的调制管，本发明的高压体现在，所调制的电压大于25V，该电压值一般为调制管栅级的最高耐压。本发明的高速体现在，在输出信号为高电压、大电流的情况下，保证输出信号的前后沿小于100ns。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明一种脉冲电压调制电路一个具体实施例的原理图。
图2示出本发明一种脉冲电压调制电路一个具体实施例的电路图。
图3示出本发明一种脉冲电压调制电路一个具体实施例Vin和Vout的变化示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本实施例公开了一种脉冲电压调制电路。本实施例中，该脉冲电压调制电路包括高压输入端Vin、调制电压输出端Vout、与外部电源连接的脉冲信号输入端PULSE以及依次连接在所述高压输入端Vin和所述调制电压输出端Vout间的储能第一电容器C1、驱动电路和调制管V5。所述驱动电路进一步与所述脉冲信号输入端PULSE和调制管V5连接，用于在脉冲信号输入端PULSE输入的脉冲信号作用下使调制管V5导通，从而使调制电压输出端Vout输出所述高压输入端Vin和所述储能电容器的电压。其中，调制电压输出端Vout可接功率放大器等负载。本发明可提高调制电路的工作电压，使输出的调制电压上升沿和下降沿较快，降低系统的功率损耗，提高系统的效率，进而降低系统发热，使得系统对散热的要求降低。
具体的，所述储能第一电容器C1的正极端与所述高压输入端Vin连接，负极端与接地GND连接。该储能第一电容器C1可提供瞬时脉冲所需要的能量，并起到稳定电压，减小脉冲顶降的作用。该储能第一电容器C1的布局离后级调制管V5尽量近，减小储能电容到功率放大器之间的寄生电感。寄生电感不仅仅会影响脉冲的上升沿和下降沿，当寄生电感过大时还会导致明显的振荡。优选地，所述储能第一电容器C1可选择低等效串联电阻(Equivalent Series Resistance，ESR)的钽电容或者瓷片电容。
所述调制管V5的控制端与所述驱动电路连接，第一端与所述高压输入端Vin连接，第二端与所述调制电压输出端Vout连接。优选的，所述调制管V5一般采用高速大电流低内阻的PMOS管。该PMOS管的布局应该离后级的功率放大器尽量近，以便减小寄生电感。此外，在优选的实施方式中，PMOS管后端增加一定容量的稳定电容器C6，可消除寄生电感引起的振荡。具体的，所述稳定电容器C6器的第一端与调制管V5的第二端连接，第二端接地GND，从而稳定电容器C6器离后级的功率放大器尽量近，以便减小寄生电感。
驱动电路可将小电流的脉冲信号转换成大电流的驱动信号，以便快速驱动后级的调制管V5，例如转换为20V的驱动电压。同时，可通过驱动电路中的三极管将小脉冲信号的电流放大，以便实现对PMOS管GS间寄生电容迅速充放电，其中包括米勒平台所需要的充放电流。优选地，所述驱动电路可包括第一三极管V1、第二三极管V2、第三三极管V3、第四三极管V4、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7、第八电阻器R8、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5、A节点、B节点、C节点和D节点。第三电阻器R3和第四电阻器R4为分压电阻，用于分压形成PMOS管合适的驱动电压。第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4和第五电容器C5为加速电容，用于加快三极管的导通速度。其中，驱动电路中各器件的连接可为：所述第一电阻器R1的第一端与所述脉冲信号输入端PULSE连接，第二端与所述第二电阻器R2的第一端连接，所述第二电阻器R2的第二端与所述第一三极管V1的控制端连接，所述第二电容器C2的第一端与所述脉冲信号输入端PULSE连接，第二端与所述第一电阻器R1的第二端连接，所述第一三极管V1的第一端与B节点连接，第二端接地GND，所述第三电阻器R3的第一端与所述高压输入端Vin连接，第二端与A节点连接，所述第四电阻器R4的第一端与A节点连接，第二端与B节点连接，所述第五电阻器R5的第一端与A节点连接，第二端与所述第六电阻器R6的第一端连接，所述第六电阻器R6的第二端与所述第二三极管V2的控制端连接，所述第三电容器C3的第一端与A节点连接，第二端与所述第六电阻器R6的第一端连接，所述第七电阻器R7的第一端与A节点连接，第二端与所述第八电阻器R8的第一端连接，所述第八电阻器R8的第二端与所述第三三极管V3的控制端连接，所述第四电容器C4的第一端与A节点连接，第二端与所述第八电阻器R8的第一端连接，所述第二三极管V2的第一端与C节点连接，第二端与D节点连接，所述C节点进一步与所述高压输入端Vin和所述调制管V5的第一端连接，所述D节点进一步与所述调制管V5的控制端连接，所述第三三极管V3的第一端与D节点连接，第二端接地GND，所述第五电容器C5的第一端与所述脉冲信号输入端PULSE连接，第二端与所述第四三极管V4的控制端连接，所述第四三极管V4的第一端与D节点连接，第二端接地GND。
该电路的工作过程如下：当脉冲信号输入端PULSE输入的脉冲电压PULSE为高电平信号时，第一三极管V1导通，B节点接地GND，为低电平，高压输入端Vin的输入电压通过第三电阻器R3和第四电阻器R4分压后，第三电阻器R3两端的电压为20V左右。此时，D节点的电压约等于C节点电压为输入电压的电压，即D节点和A节点有20V左右的压差。第三三极管V3的B端和E端之间产生电流，从而使得第三三极管V3导通，将D节点的电压下拉到比输入电压少20V左右的电压。此时，D节点和C节点之间有20V左右压差，PMOS管导通。当PULSE为低电平时，第一三极管V1关断，B节点相当于悬空，A节点电压被上拉到输入电压大小。由于D节点电压还是之前的比输入电压少20V左右的电压，A节点和D节点之间有20V左右的压差，第二三极管V2的B端和E端之间产生电流，从而使得第二三极管V2导通，将D节点的电压上拉到输入电压大小。此时，D节点和C节点之间没有压差，PMOS管关断。
本发明中，为了提高PMOS管的开通关断速度，除了选用开关速度较快的三极管和PMOS管外，还增加了一下两种措施：1、增加第四三极管V4，及其驱动电容第五电容器C5。在PULSE的高电平产生时，即有上升沿时，第五电容器C5相当于直通，第四三极管V4迅速导通，将D节点的电压迅速下拉。当上升沿结束，PULSE为稳定的高电平时，第五电容器C5相当于断开，第四三极管V4断开。保证D节点电压不被下拉的过低，导致PMOS管因GS级电压过大而损坏。2、第一三极管V1、第二三极管V2和第三三极管V3的驱动增加加速电容，提高三极管本身的开关速度。具体的，以第一三级管为例。第一电阻器R1选用电阻值较大的电阻，第二电阻器R2是电阻值较小的电阻，即第一电阻器R1的阻值大于第二电阻器R2的电阻。当PULSE的高电平产生时，即有上升沿时，加速电容第二电容器C2将第一电阻器R1短路，第一三极管V1的驱动电阻为阻值较小的第二电阻器R2，形成的驱动电流较大，能够将第一三极管V1迅速导通。当上升沿结束，PULSE为稳定的高电平时，加速电容第二电容器C2相当于断开，第一三极管V1的驱动电阻变成第一电阻器R1和第二电阻器R2的阻值相加，相加后的阻值较大，能够防止第一三极管V1深度饱和，以便在PULSE为低电平时，第一三级管能迅速关断。本实施例中，所调制的电压大于25V，该电压值一般为MOS管G级的最高耐压，且在输出信号为高电压、大电流的情况下，保证输出信号的前后沿小于100ns，如图3示出了本实施例中Vin和Vout的变化示意图。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种脉冲电压调制电路，其特征在于，包括高压输入端、调制电压输出端、脉冲信号输入端以及依次连接在所述高压输入端和所述调制电压输出端间的储能第一电容器、驱动电路和调制管，所述驱动电路进一步与所述脉冲信号输入端和调制管连接，用于在脉冲信号输入端输入的脉冲信号作用下使调制管导通从而使调制电压输出端输出所述高压输入端和所述储能电容器的电压。
2.根据权利要求1所述的脉冲电压调制电路，其特征在于，所述储能第一电容器的正极端与所述高压输入端连接，负极端与接地端连接。
3.根据权利要求1所述的脉冲电压调制电路，其特征在于，所述驱动电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、A节点、B节点、C节点和D节点；
其中，所述第一电阻器的第一端与所述脉冲信号输入端连接，第二端与所述第二电阻器的第一端连接；
所述第二电阻器的第二端与所述第一三极管的控制端连接；
所述第二电容器的第一端与所述脉冲信号输入端连接，第二端与所述第一电阻器的第二端连接；
所述第一三极管的第一端与B节点连接，第二端接地；
所述第三电阻器的第一端与所述高压输入端连接，第二端与A节点连接；
所述第四电阻器的第一端与A节点连接，第二端与B节点连接；
所述第五电阻器的第一端与A节点连接，第二端与所述第六电阻器的第一端连接；
所述第六电阻器的第二端与所述第二三极管的控制端连接；
所述第三电容器的第一端与A节点连接，第二端与所述第六电阻器的第一端连接；
所述第七电阻器的第一端与A节点连接，第二端与所述第八电阻器的第一端连接；
所述第八电阻器的第二端与所述第三三极管的控制端连接；
所述第四电容器的第一端与A节点连接，第二端与所述第八电阻器的第一端连接；
所述第二三极管的第一端与C节点连接，第二端与D节点连接，所述C节点进一步与所述高压输入端和所述调制管的第一端连接，所述D节点进一步与所述调制管的控制端连接；
所述第三三极管的第一端与D节点连接，第二端接地；
所述第五电容器的第一端与所述脉冲信号输入端连接，第二端与所述第四三极管的控制端连接；
所述第四三极管的第一端与D节点连接，第二端接地。
4.根据权利要求1所述的脉冲电压调制电路，其特征在于，所述调制管为PMOS管。
5.根据权利要求1所述的脉冲电压调制电路，其特征在于，所述调制管的控制端与所述驱动电路连接，第一端与所述高压输入端连接，第二端与所述调制电压输出端连接。
6.根据权利要求1所述的脉冲电压调制电路，其特征在于，所述脉冲电压调制电路还包括稳定电容器，所述稳定电容器的第一端与调制管的第二端连接，第二端接地。
7.根据权利要求1所述的脉冲电压调制电路，其特征在于，所述储能第一电容器为钽电容或者瓷片电容。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231594A (zh) * | 2011-07-12 | 2011-11-02 | 顺德职业技术学院 | 一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路 |
| CN106100433A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 成都四威功率电子科技有限公司 | 一种适用于多种调制模式的脉冲供电电路 |
| CN107104582A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-08-29 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种带变压器隔离的互补驱动信号产生电路 |
| US10116297B1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-10-30 | Psemi Corporation | DC-coupled high-voltage level shifter |
-
2018
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231594A (zh) * | 2011-07-12 | 2011-11-02 | 顺德职业技术学院 | 一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路 |
| CN106100433A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 成都四威功率电子科技有限公司 | 一种适用于多种调制模式的脉冲供电电路 |
| US10116297B1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-10-30 | Psemi Corporation | DC-coupled high-voltage level shifter |
| CN107104582A (zh) * | 2017-07-02 | 2017-08-29 | 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 | 一种带变压器隔离的互补驱动信号产生电路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 于洋: "微波固态功率放大器脉冲调制技术的研究", 《甘肃科技》 * |
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