CN86209749U - 高功率脉冲发生器 - Google Patents
高功率脉冲发生器Info
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Abstract
一种高功率脉冲发生器。开关电路中在(2)、(3)两点间联接了一个瞬时短接电路用以关断可控硅(15)。在(1)、(2)或(2)、(3)两点间并接限压电路吸收回路漏感的感应电压,用取样电压与标准电平相比较控制开关(15),保证充电电平的稳定性,使开关(17)打开时仿真线向负载放电,形成稳定的高能脉冲。该发生器主要用于雷达发射机,也可用于脉冲激光电源。
Description
本实用新型是高功率脉冲发生器,特别适用于雷达发射机和脉冲激光电源。
一般供电情况下,交流电源总是存在一定范围的波动,交流电压经整流滤波后总是存在一定的纹波。由于负载是脉冲发生器,在工作中交替地呈现导通和截止状态,使得贮能电容上的电压产生更大幅度的变化。这些因素都使得脉冲发生器输出脉冲电压幅度的波动。这种波动直接地影响了雷达发射机和脉冲激光器的质量和性能。这就是目前高功率脉冲发生器的问题。欧州专利文献EP82304005如图2所示,同本实用新型电路极为相似,但工作原理大不相同。在开关(5)导通之前,先使开关(6)饱和导通,使电感(4)中电流慢慢上升,达到予定电流值时,电感(4)建立了一定的初始磁能,开关(5)导通,同时开关(6)截止,电流通过电感(4),开关(5)向仿真线充电。如果没有初始磁能,仿真线上的电压可充到2E。E为电源电压。由于有初始磁能,仿真线上的电压就充到2E+ΔE,其中ΔE的值取决于初始磁能值,也就是取决于开关(6)的导通时间。控制器(17)测试(1)、(2)两端输入电压值后,控制开关(6)的导通时间,从而控制了仿真线(3)的电压峰值,开关(5)在充电过程中不可关断,等到充电过程结束后,自行关断。该电路的问题是仿真线上的电压值调节范围很小,在2E到2E+ΔE之间。同时可见,控制器十分复杂。
本实用新型针对上述问题,经过对线路改进能输出稳定的高能脉冲序列,幅度在较大范围内可调。通过能量回输提高了电源效率。
本实用新型的技术方案如图1所示:(1)、(2)两点接直流电源。在(2)、(3)两点间联接了一个瞬时短接支路用以关断充电可控硅(15)。在(1)、(3)或(2)、(3)两点之间并联了一个限压电路用于防止漏感感应电压破坏可控硅(15)阻断的问题。
瞬时短接支路由开关(11)、延时电感(12)、电容器(13)、电阻器(14)和开关(19)组成,短接支路还可以采用大功率晶体管或VMOS管代替。限压电路由电阻器(8)、电容器(9)和二极管(7)组成,也可以直接采用大功率半导体稳压管、复合稳压管、气体离子稳压器件等。
下面对附图加以说明,图1中(10)为贮能电容器。由(1)、(2)两端得到直流电压。该电压通过电感(4),开关(15)向仿真线(16)谐振充电,在不受反馈控制和不漏电的情况下,仿真线(16)能充到两倍于电源的电压。在受到反馈控制的情况下,由取样电路(23)将仿真线(16)上的电压变化反馈到控制器(21)上,当仿真线充电电压达到预定电平,即取样电压达到控制器(21)中的参考电平时,控制器(21)发出一脉冲触发开关(11),此时电容器(13)的端电压为0,当开关(11)导通瞬时,(3)、(2)两点电压降到接近0电平,开关(15)被反向截止而关断。电容器(13)的容量很小,很快充电充满,开关(11)自行关断。此后,电容器(13)通过电阻器(14)和开关(19)放电至电压为0,等到下一周期发挥作用。调节控制器(21)中的参考电平可以很方便地调节仿真线的充电电压。触发打开开关(17),仿真线(16)通过开关(17)、电感(18)向负载放电。在负载上得到所需幅度的脉冲电压。在开关(15)关断而停止向仿真线充电的情况下,电感(4)中贮存有相当大的磁场能量,贮能的大小是仿真线的函数。当仿真线的电平和电源电压相等时,磁场贮能最大。它与此时仿真线中的电场贮能相等。如此大的能量在电感(4)的两端产生的感应电压足以破坏开关(15)的阻断状态。本脉冲发生器电路中采取了两种措施防止这种现象出现。第一,以电感(5)和二极管(6)组成能量回输电路。电感(4)和电感(5)绕在同一铁芯上,构成紧藕合,匝数比在1:1左右。当电感(5)的两端感应电压超过电源电压时,二极管(6)导通,绝大部分磁场贮能从这里充进电容器(10),回输给了电源。由于电感(4)和电感(5)之间存在着漏感,漏感中的磁场贮能无法回输到电源。漏感在电感(4)两端产生的感应电压也足以破坏开关(15)的阻断状态。第二个措施,在电感(4)两端接一个稳压器件或限压组件组成的限压电路。以限制电感(4)两端的感应电压不得太高,具体限压值与电容器(10)的容量有关。本电路中电容器(10)的电容量等于仿真线电容器总电容量的2倍时,稳压器件的稳值取1.5倍左右电源电压为适。稳压器件可以是大功率半导体稳压器件,气体离子稳压器件。本电路设计的是二级管(7),电容器(9)和电阻器(8)构成的限压组件。工作时,电容器(9)上保持着正常的工作电压,这一电压大致上与电感(5)的感应电压相等,即大致上与电源电压相等。漏感感应电压超过了电容器(9)上的电压时,二极管(7)导通,漏感中的贮能被电容器(9)吸收。这在总的磁场贮能中是很小的一部分。
电感(12)、(18)是微秒量级的延时电感,用以保护可控硅免受 (di)/(dt) 过大的伤害,以延长寿命。电感(4)中存在着分布电容,会引起振荡杂波而干扰开关的正常工作。因此在电感(4)的两端并联一电阻(20)将它们吸收。
为了简化时序,开关(19)和开关(17)可以同时触发。
在极低频率运用时,如5次/秒以下,可以省掉开关(19),将电阻(14)的阻值提高,直接并联在电容器(13)两端,也能正常工作。
同现有大功率脉冲发生器技术比较,本实用新型的特点是:
1.脉冲电压调节范围大,几乎可以从0到满度值。省掉了即笨而又昂贵的感应调压器。
2.本电路对输出电平采用取样比较方式控制,控制电路简单、输出脉冲幅值稳定精度高。
3实现了能量回输,提高了电源效率。
4.由于采用了稳定措施,使贮能电容可大幅度降低,只需仿真线总电容量的2倍。否则要10倍。这在雷达系统中,是一笔很大的资金。
5.线路稳定可靠。
典型实施例:一台yAG脉冲激光电源,输出能量1600焦耳/脉冲,脉宽3mS,频率0.5-10次/秒可调。脉冲电流1000A,仿真线峰值电压1000V可调。
元件参数:仿真线(16)总电感量900μh,总电容量3600μF,耐压1000V,电感(4)=电感(5)=250mh。电容器(10):8000μ/900V
电容器(9):200μ/1800V,电阻器(8):100k/20W,
电阻器(20):200Ω/400W,电容器(13):10μ/1600V,
电阻器(14):50Ω/100W,二极管(6):20A/1800V,
二极管(7):5A/1800V,开关(11):5A/1800V,
开关(19):5A/1800V,开关(15):50A/1500V,
开关(17):200A/1400V。(1)、(2)两点之间直流电源电压530V±10%,也就是三相交流电压380V经过三相桥式整流供给(1)、(2)两点之间。
Claims (3)
1、一种高功率脉冲发生器,由直流电源、开关电路、控制电路、取样电路组成,其特征是用于关断充电可控硅(15)的电路是在(2)、(3)两点间联接一个瞬时短接支路来实现的,在(1)、(3)或(3)、(2)两点之间并联了一个限压电路。
2、根据权利要求1所述的脉冲发生器,其特征是联接在(2)、(3)两点之间的瞬时短接支路由开关(11)、延时电感(12)、电容器(13)、电阻器(14)和开关(19)组成,也可用大功率晶体管或VMOS管代替。
3、根据权利要求1或2所述的脉冲发生器,其特征是在(1)、(3)两点之间或(2)、(3)两点之间的限压电路由电阻器(8)、电容器(9)和二极管(7)组成,也可以直接用大功率半导体稳压管、复合稳压管、气体离子稳压器件等。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 86209749 CN86209749U (zh) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | 高功率脉冲发生器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 86209749 CN86209749U (zh) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | 高功率脉冲发生器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN86209749U true CN86209749U (zh) | 1987-12-09 |
Family
ID=4811578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN 86209749 Withdrawn CN86209749U (zh) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | 高功率脉冲发生器 |
Country Status (1)
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CN (1) | CN86209749U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101951034A (zh) * | 2010-10-12 | 2011-01-19 | 西安天伟电子系统工程有限公司 | 基于脉冲功率放大器的供电装置 |
-
1986
- 1986-12-02 CN CN 86209749 patent/CN86209749U/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101951034A (zh) * | 2010-10-12 | 2011-01-19 | 西安天伟电子系统工程有限公司 | 基于脉冲功率放大器的供电装置 |
CN101951034B (zh) * | 2010-10-12 | 2012-09-26 | 西安天伟电子系统工程有限公司 | 基于脉冲功率放大器的供电装置 |
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