CN202918263U - 一种固态调制器 - Google Patents

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吴海林
明先霞
王年峰
刘林
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GLORYMV ELECTRONICS CO., LTD.
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WUHU GLORYMV ELECTRONICS CO Ltd
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Abstract

本实用新型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] 本实用新型涉及高压脉冲调制器,特别涉及ー种固态调制器。
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、エ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] 因此提供ー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。
实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是,提供ー种固态调制器,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,本实用新型的技术方案是,ー种固态调制器,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ニ极管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和最后ー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与ニ极管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] ー种固态调制器,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实用新型作进ー步详细的说明;
[0014] 图1为本实用新型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] 本实用新型采用IGBT作为开关単元,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] 本实用新型选用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中的充电ニ极管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和最后ー个开关触发模块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与ニ极管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中ニ极管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然后再通过充电ニ极管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、ニ极管V2、电容C2,在开关Vl关断时开关Vl两端的尖峰电压通过ニ极管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上面的ニ极管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,ニ极管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ー个续流通道。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] 本实用新型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、系统參数变化频繁的场合。
[0025] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述,显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型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,均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.ー种固态调制器,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所述的ー种固态调制器,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)中的充电ニ极管(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)和最后ー个开关触发模块(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所述的ー种固态调制器,其特征在于:所述的开关触发模块(2)中电阻(Rl)与ニ极管(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所述的ー种固态调制器,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所述的ー种固态调制器,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所述的ー种固态调制器,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)。
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CN103001619A (zh) * 2012-10-31 2013-03-27 芜湖国睿兆伏电子股份有限公司 一种固态调制器
CN108736760A (zh) * 2018-06-21 2018-11-02 威海广新电子技术开发有限责任公司 一种基于固态开关的高压脉冲发生器

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