[发明专利]一种调制电路以及固态脉冲调制器

说明书

本发明提供了一种调制电路以及固态脉冲调制器，其中，第一控制电路与第二控制电路采用主从控制，同步驱动，解决了每个开关管需高压隔离驱动的问题，且具有较好的关断均衡特性。除此，第一反馈支路以及第二反馈支路在检测到开关管的电压大于预设值时，导通该反馈支路，使电流流向开关管的控制端，进而使得开关管的控制端的电流增加，直至开关管的工作点移至输出特性的放大区，实现了对开关管的电压均衡。在此基础上，本方案提供的调制电路还包括箝位元件，保障了开关管的控制端与输出端之间的极间电压不过压损坏。并且，本方案提供的调制电路没有采用功率电阻以及电容，降低了调制电路的整体能耗以及损耗。

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，更具体地说，涉及一种调制电路以及固态脉冲调制器。

背景技术

固态脉冲调制器被广泛的应用在医疗、粒子加速器、雷达发射、工业辐照等多种领域。然而，无论是在粒子加速器领域还是在雷达发射领域，固态脉冲调制器都需要工作在几十千伏，甚至几百千伏的高压下。因此，如图1所示，固态脉冲调制器通常采用多个开关直接串联的方式来满足使用需求。

然而，每个开关的最大工作电压为固定值，如3.3kv，因此，为了保证各个开关正常工作，需要对每个开关上的电压进行均衡分配。常用的均压电路如图2所示，通过并联在开关的第一端以及第二端之间。其中，并联于开关管V₁和V₂两端的R_s1以及R_s2是静态均压电阻，在dv/dt较小时，起均压作用。而动态均压则采用典型的RCD缓冲吸收电路，分别由R_d1、C_d1、V_d1及R_d2、C_d2、V_d2组成，在dv/dt较大时起均压作用。具体的，当开关管关断时，电源经过二极管V_d1向电容C_d1充电，用以抑制作用于开关管的电压变化率和尖峰电压。当开关管导通时，电容C_d1通过电阻R_d1放电，进而限制了开关管IGBT中的开通尖峰电流。

可见，RCD网络可以有效的支持电压动态均衡，但发明人发现，该均压电路中的无源器件需要能承受高压，因此，通过附加电阻R和RCD网络来进行开关管均压的方法会导致无源元件成本的增加，且增大电路损耗。

因此，如何提供一种调制电路，使得均压的同时，电路结构简单，成本低，电路耗损低为本领域技术人员亟待解决的一大技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种调制电路，能够实现开关管的电压均衡，且电路结构简单、成本低、功耗低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种调制电路，包括：电源，脉冲电容，负载以及至少一个调制子电路；

所述电源的第一输出端与所述脉冲电容的第一端以及所述调制子电路的输入端相连，所述调制子电路的输出端通过所述负载与所述脉冲电容的第二端以及所述电源的第二输出端相连；

所述调制子电路包括第一控制电路以及至少一个第二控制电路，所述第一控制电路包括第一开关管以及第一反馈支路，所述第二控制电路包括第二开关管以及第二反馈支路，所述第一开关管的控制端与每个所述第二开关管的控制端均电连接，且接收同一驱动信号；

所述第一反馈支路的输入端与所述第一开关管的输入端相连，输出端与所述第一开关管的控制端相连，用于在检测到所述第一开关管的电压大于第一预设值时，导通所述第一反馈支路，使电流流向所述第一开关管的控制端；

所述第二反馈支路的输入端与所述第二开关管的输入端相连，输出端与所述第二开关管的控制端相连，用于在检测到所述第二开关管的电压大于第二预设值时，导通所述第二反馈支路，使电流流向所述第二开关管的控制端；