[实用新型]一种脉冲磁控管发射机的电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电源装置，尤其是一种脉冲磁控管发射机的电源装置。

背景技术

磁控管发射机的用途非常广泛，最主要的用处是作为加热电源的微波炉，同时在工业CT、医用CT、工业探伤、气象雷达、信标等场合也有较多使用。

传统的磁控管电源主要为线型脉冲调制器方式，其结构如图1所示，磁控管电源包括高压电源、充电电感L、隔离硅堆D、人工线（PFN）、开关K、脉冲变压器T、灯丝电源等。此电路成熟、可靠，然而由于体积大、效率较低、脉宽调节困难等，对于现代高性能高密度应用场合来说，此电路存在太过于陈旧、性价比低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、便于脉宽调节的脉冲磁控管发射机的电源装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种脉冲磁控管发射机的电源装置，包括控制模块，控制模块的电源输入端接外接电源，控制模块的信号输出端分别与灯丝电源模块和高压电源模块相连，灯丝电源模块与磁控管相连，高压电源模块通过脉冲开关接磁控管，储能电容C跨接在高压电源模块和脉冲开关之间。

由上述技术方案可知，本实用新型利用高压电源模块直接给储能电容C供电，再利用脉冲开关实现储能电容C对负载磁控管的放电，只需控制脉冲开关的工作时序就能实现对高压脉冲宽度的调节；在同等功率等级下，本实用新型比传统调制器体积减小50%以上；本实用新型可以实现正高压脉冲输出或负高压脉冲输出，并且输出脉冲宽度可调，可以应用在多种微波管电源的场合。

附图说明

图1是现有技术的电路图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是本实用新型输出的波形图。

具体实施方式

一种脉冲磁控管发射机的电源装置，包括控制模块1，控制模块1的电源输入端接外接电源，控制模块1的信号输出端分别与灯丝电源模块3和高压电源模块2相连，灯丝电源模块3与磁控管4相连，高压电源模块2通过脉冲开关接磁控管4，储能电容C跨接在高压电源模块2和脉冲开关之间，如图2所示。所述的灯丝电源模块3和高压电源模块2均采用开关电源模块，实现高效率的磁控管电源。

如图2、3所示，控制模块1用于控制灯丝电源模块3、高压电源模块2、开启开关K1、切尾开关K2工作，灯丝电源1模块3先工作，完成对磁控管4的灯丝F预热后，才能给磁控管4加阴极脉冲高压。控制模块1产生脉冲开关的驱动信号，并接收高压电源模块2反馈的过压信号和灯丝电源模块3反馈的过流信号，且在过压或过流时关断驱动信号。灯丝电源模块3产生输出电压对磁控管4加热。高压电源模块2产生高压输出，脉冲开关把高压电源模块2输出的高压直流电变为脉冲高压输出。

如图2所示，所述的脉冲开关由开启开关K1和切尾开关K2组成，开启开关K1、储能电容C和切尾开关K2组成串联回路，所述的储能电容C跨接在高压电源模块2的输出端上，切尾开关K2与磁控管4的管体A相连，磁控管4的管体A接地，作为整个电源的零伏参考点，开启开关K1与磁控管4的阴极K相连。由于磁控管4的负载特性，脉冲波形有拖尾，正常情况脉冲波形后沿，难以满足要求。为了达到指标，将脉冲开关分成开启开关K1和切尾开关K2,脉冲上升时间和脉冲保持时间内,开启开关K1导通；脉冲下降时间内，切尾开关K2导通，减小脉冲后沿。

如图2所示，所述的开启开关K1、切尾开关K2为固态开关，所述的固态开关为MOS管或IGBT开关管，不同于传统线型调制器的软开关，采用全固态的方式实现磁控管电源的功能，提高磁控管电源的可靠性。本实用新型无需使用传统线型调制器的脉冲变压器进行隔离、阻抗匹配等，利用高压固态开关控制储能电容C对磁控管4直接放电。所述的灯丝电源模块3的输出端分别与磁控管4的灯丝F、磁控管4的阴极K相连。

本实用新型的工作波形见附图3所示，外接电源供电到本实用新型后，灯丝电源模块3先工作，对磁控管4的灯丝F进行加热。等待磁控管4的灯丝F预热到一定温度后，控制模块1产生同步信号，在t1时刻，开启开关K1导通，此时储能电容C通过开启开关K1对磁控管4的阴极K和管体A供电。控制模块1控制开启开关K1的导通宽度，开启开关K1在控制模块1的控制下在t2时刻关断，此时磁控管4的阴极K和管体A之间的储能通过磁控管4本身的阻抗慢慢泄放。延时一定时间后，延时时间一般为几百纳秒，在t3时刻切尾开关K2导通，加速泄放磁控管4的阴极K和管体A之间的储能，此时磁控管4的阴极K和管体A之间的电压迅速下降，完成输出高压脉冲的后沿，切尾开关K2的导通宽度一般大于几百纳秒即可。

本实用新型在开启开关K1导通期间，储能电容C对负载磁控管4放电，在开启开关K1关断期间，储能电容C不对负载磁控管4放电。储能电容C上的电压在每次放电时，只降低1%左右，在放电间隙，再利用高压电源模块2补充上储能电容C泄放掉的能量。