[发明专利]一种微秒级微波脉冲驱动电源及其工作方法

权利要求书

1.一种微秒级微波脉冲驱动电源，其特征在于，包括控制分机、多路IGBT驱动模块、脉冲变压器及灯丝电源；

所述控制分机与多路IGBT驱动模块连接，负责微波脉冲驱动电源整体控制指令的产生与发出；

所述多路IGBT驱动模块并联连接至控制分机上，每路IGBT驱动模块包括充电电源、IGBT及其驱动电路、储能电容；所述充电电源的正极与IGBT的集电极和储能电容的正极连接，所述充电电源的负极与IGBT的发射极和脉冲变压器原边的一端连接，储能电容的负极与脉冲变压器原边的另一端连接，充电电源、储能电容和脉冲变压器的原边构成充电回路，充电电源接收控制分机的充电/断电指令后向储能电容充电/断电，并完成储能电容放电后及时补充电容电压的功能，实施能量的预先存储；驱动电路与IGBT的栅极连接，IGBT及其驱动电路、储能电容和脉冲变压器的原边构成放电回路；驱动电路接收控制分机的驱动指令，控制IGBT的开通和关断进行脉冲放电，实施输出脉冲宽度调制，高压脉冲宽度连续可调；

所述灯丝电源的两极连接脉冲变压器的副边，脉冲变压器的副边与磁控管的两端连接，脉冲变压器完成电压泵升，产生满足负载磁控管工作的万伏级高压，灯丝电源提供直流电压和恒定电流，实施磁控管工作前的预热准备，磁控管工作导通后，输出所需高功率微波。

2.根据权利要求1所述的微秒级微波脉冲驱动电源，其特征在于，所述充电电源以恒流模式向储能电容充电。

3.根据权利要求1所述的微秒级微波脉冲驱动电源，其特征在于，所述控制分机用以执行对微波脉冲驱动电源所有功能的指令发出，包括充电控制单元和放电控制单元；所述充电控制单元包括模拟乘法器、电流PID调节器、电压PID调节器、功率PID调节器和自动裁决电路，充电控制单元从输出磁控管端采集到电压和电流信号作为电流反馈和电压反馈，同时两种信号经模拟乘法器处理后，输出功率信号作为功率反馈；随后三路信号分别进入对应的PID调节器，与对应给定信号进行比较，比较结果作为输入量进入自动裁决电路；自动裁决电路对输入量进行分析处理后，输出信号传递给充电电源中的PWM脉宽调制和MOS管驱动电路单元，控制充电电源中的四路MOS管驱动信号，进而控制储能电容的充断电；所述放电控制单元包括充放电时序控制单元，充放电时序控制单元用以执行放电功能，其输出控制信号控制IGBT驱动电路，实现微波脉冲驱动电源的输出放电。

4.根据权利要求1所述的微秒级微波脉冲驱动电源，其特征在于，所述充放电时序控制单元还用于灯丝电源的通断。

5.根据权利要求1所述的微秒级微波脉冲驱动电源，其特征在于，所述控制分机还包括缓启动控制单元和故障检测及保护单元，所述缓启动控制单元用于调节充电时间和充电速度，故障检测及保护单元用于监测IGBT高压开关处实时状态、确保电源安全运行。

6.一种微秒级微波脉冲驱动电源的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

充电电源接收控制分机的充电/断电指令向储能电容充电/断电，并完成储能电容放电后及时补充电容电压的功能，实施能量的预先存储，充电过程中IGBT关断；

灯丝电源提供小功率直流电压和恒定电流，实施磁控管工作前的预热准备；

驱动电路接收控制分机的驱动指令，控制IGBT的开通和关断以使储能电容进行脉冲放电，实施输出脉冲宽度调制；脉冲放电时，脉冲变压器实施电压泵升，产生满足负载磁控管工作的万伏级高压，磁控管工作导通，输出所需高功率微波。

7.根据权利要求6所述的微秒级微波脉冲驱动电源的工作方法，其特征在于，所述脉冲放电时间为微秒级。