[发明专利]一种固态调制器

说明书

技术领域

本发明涉及高压脉冲调制器，特别涉及一种固态调制器。

背景技术

高压脉冲功率技术已在加速器、雷达发射机、安全检查、工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。

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MOSFET。目前在大多数固态调制器中都采用IGBT和功率MOSFET。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。

因此提供一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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种固态调制器，具有充电精度高，抗负载短路特性强的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，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。

所述的充电电源经过充电电感L1依次接入相互独立的开关触发模块中的充电二极管V4后再分别接入本开关触发模块中的触发开关V1和储能电容C1；第一个开关触发模块的触发开关V1和最后一个开关触发模块的储能电容C1接入脉冲变压器。

所述的开关触发模块中电阻R1与二极管V2并联后与电容C2串联接入触发开关V1的两端，从而有效的吸收触发开关V1两端的尖峰电压，保护触发开关V1。

所述的开关触发模块中二极管V3连接充电电容C1和触发开关V1。

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C1和触发开关V1。

所述的充电电源同时连接10个相互独立的开关触发模块。

一种固态调制器，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

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种固态调制器的电路图；

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

本发明采用IGBT作为开关单元，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。

本发明选用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。

如图1所示，充电电源1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C1进行充电；放电时每个开关触发模块2的充电电容C1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。

充电电源1经过充电电感L1依次接入相互独立的开关触发模块2中的充电二极管V4后再分别接入本开关触发模块2中的触发开关V1和储能电容C1；第一个开关触发模块2的触发开关V1和最后一个开关触发模块2的储能电容C1接入脉冲变压器3。

开关触发模块2中电阻R1与二极管V2并联后与电容C2串联接入触发开关V1的两端，从而有效的吸收触发开关V1两端的尖峰电压，保护触发开关V1。开关触发模块2中二极管V3连接充电电容C1和触发开关V1。开关触发模块2中电阻R2与电容C3串联后连接充电电容C1和触发开关V1。充电电源1同时连接10个相互独立的开关触发模块2。