[發(fā)明專利]一種用于空間行波管控制極的寬脈沖低損耗負(fù)電壓調(diào)制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010143074.2
• 申請(qǐng)日: 2010-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN102214540A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王剛;畢磊;劉事明;張?jiān)好?/a>;馬勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01J23/00
• 分類號(hào): H01J23/00;H01J25/34
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及行波管技術(shù)領(lǐng)域，為一種孔柵控制的行波管低損耗寬脈沖負(fù)電壓調(diào)制電路。

背景技術(shù)

空間行波管廣泛地用于衛(wèi)星、導(dǎo)航定位、軍事測(cè)繪、微波遙感、電子偵察與對(duì)抗、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫?，是軍用和民用技術(shù)領(lǐng)域不可替代的重要器件[參考文獻(xiàn)：廖復(fù)疆主編，《真空電子技術(shù)》(第二版)-信息化武器裝備的心臟，國(guó)防工業(yè)出版社，北京(2008)]。為了控制行波管電子束的開通與關(guān)斷，需要對(duì)行波管孔柵進(jìn)行電壓進(jìn)行調(diào)制。

孔柵調(diào)制器一般采用耐高壓VDMOS管作開關(guān)，通過主管和截尾管的交替工作對(duì)截止偏壓和開通柵壓進(jìn)行斬波，形成調(diào)制波形。這種方案須有一獨(dú)立負(fù)偏壓電源，同時(shí)大量使用VDMOS管，耐行波管放電能力差，功耗大，抗輻照能力受到很大制約，在航天應(yīng)用暴露出可靠性差，成本高的天然弱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是公開一種用于空間行波管控制極的寬脈沖低損耗負(fù)電壓調(diào)制器，其調(diào)制器電路顯著地提高了可靠性，降低了功耗和成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種用于空間行波管控制極的寬脈沖低損耗負(fù)電壓調(diào)制器，其包括脈沖發(fā)生器、高壓隔離脈沖變壓器、觸發(fā)隔離變壓器、電容、電阻、可控硅；用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿觸發(fā)負(fù)脈沖發(fā)生器，負(fù)脈沖發(fā)生器輸出經(jīng)一隔直電容接高壓隔離脈沖變壓器初級(jí)一端，另一端接地，隔離脈沖變壓器次級(jí)串聯(lián)二極管、并聯(lián)電容和可控硅；

用脈沖發(fā)生器的脈沖后沿接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出經(jīng)一電容接觸發(fā)隔離變壓器，觸發(fā)隔離變壓器次級(jí)與可控硅串聯(lián)，并與輸出電路連接。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其所述負(fù)脈沖發(fā)生器采用1us窄脈沖發(fā)生器驅(qū)動(dòng)負(fù)偏壓形成，負(fù)偏壓保持電容典型值為100-200pF，以實(shí)現(xiàn)極低損耗。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其所述隔離脈沖變壓器次級(jí)并聯(lián)的電容，為300pF左右，調(diào)制器輸出截止偏壓時(shí)的帶載能力為100uA左右。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其流程為：

a)將外觸發(fā)脈沖分別提取前后沿，形成1us左右的窄脈沖，前沿脈沖通過脈沖放大電路驅(qū)動(dòng)一高壓隔離脈沖變壓器；

b)高壓隔離脈沖變壓器次級(jí)輸出經(jīng)二極管給保持電容充電形成負(fù)偏壓-Eg并維持；

c)后沿脈沖通過脈沖驅(qū)動(dòng)電路觸發(fā)截尾可控硅對(duì)保持電容放電，形成調(diào)制脈沖上升沿輸出；

d)由于保持電容徹底放電，可控硅自動(dòng)恢復(fù)截止。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其其輸出脈沖寬度由外觸發(fā)脈沖寬度確定，適用范圍為10us～連續(xù)波，最大重復(fù)頻率50kHz，前后沿小于0.5us。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其所述高壓隔離脈沖變壓器的變比n根據(jù)脈沖放大輸出幅度Vi和負(fù)偏壓-Eg幅度決定：n＝Eg/Vi。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其在輸出截止偏壓大于-800V，開通偏壓負(fù)幾伏時(shí)，脈寬1.7ms，占空比32％時(shí)，消耗初級(jí)28V母線電流不超過1mA。

所述的負(fù)電壓調(diào)制器，其所述開通偏壓負(fù)幾伏，為-12V之內(nèi)，開通偏壓的具體數(shù)值由電位器R2調(diào)整。

本發(fā)明的一種用于空間行波管控制極的寬脈沖低損耗負(fù)電壓調(diào)制器，采用了獨(dú)創(chuàng)的脈沖鉗位副電平形成電路和可控硅截尾電路，在不使用VDMOS管的情況下大大地降低了功耗，電路中無不耐輻照器件，耐放電能力強(qiáng)且成本極其低廉，可完全滿足行波管孔柵控制的技術(shù)要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種用于空間行波管控制極的寬脈沖低損耗負(fù)電壓調(diào)制器電路原理簡(jiǎn)圖；

圖2為本發(fā)明各主要節(jié)點(diǎn)時(shí)序及波形圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明的一種用于空間行波管控制極的寬脈沖低損耗負(fù)電壓調(diào)制器電路。包括脈沖發(fā)生器、高壓隔離脈沖變壓器T1、觸發(fā)隔離變壓器T2、電容C、電阻R、二極管D、可控硅Q；用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿觸發(fā)負(fù)脈沖發(fā)生器，負(fù)脈沖發(fā)生器輸出經(jīng)一隔直電容C1接高壓隔離脈沖變壓器T1初級(jí)一端，另一端接地，隔離脈沖變壓器T1次級(jí)串聯(lián)二極管D1、并聯(lián)電容C2、C3和可控硅Q1；

用脈沖發(fā)生器的脈沖后沿接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出經(jīng)一電容C5接觸發(fā)隔離變壓器T2，觸發(fā)隔離變壓器T2次級(jí)與可控硅Q1串聯(lián)，并與輸出電路連接。

將外觸發(fā)脈沖分別提取前后沿，形成1us左右的窄脈沖，前沿脈沖通過脈沖放大電路驅(qū)動(dòng)一高壓隔離脈沖變壓器T1，變比n根據(jù)脈沖放大輸出幅度Vi和負(fù)偏壓-Eg幅度決定：n＝Eg/Vi。

高壓隔離脈沖變壓器T1次級(jí)輸出經(jīng)二極管D1給保持電容C2、C3充電形成-Eg并維持。