[實(shí)用新型]一種固態(tài)調(diào)制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220571637.2
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN202918263U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳海林;明先霞;王年峰;劉林
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖國睿兆伏電子股份有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K7/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高壓脈沖調(diào)制器，特別涉及一種固態(tài)調(diào)制器。

背景技術(shù)

高壓脈沖功率技術(shù)已在加速器、雷達(dá)發(fā)射機(jī)、安全檢查、工業(yè)無損探傷等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。尤其在反恐、走私、腫瘤醫(yī)療、輻照領(lǐng)域已經(jīng)形成了批量化的趨勢，而且發(fā)展勢頭迅猛。作為其核心部件的高壓脈沖調(diào)制器，它實(shí)現(xiàn)方式的先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性、精度等指標(biāo)直接影響了整個系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展。目前市場上應(yīng)用的高壓脈沖調(diào)制器的調(diào)制開關(guān)多采用電子真空管作為開關(guān)器件，這種開關(guān)管存在明顯的缺陷，壽命短、體積大、輔助電路復(fù)雜、穩(wěn)定可靠性差、器件損耗大、?驅(qū)動電路復(fù)雜、脈沖寬度不可調(diào)等諸多缺點(diǎn)。

因?yàn)樯鲜鲈蚬虘B(tài)調(diào)制器的應(yīng)用越來越廣，固態(tài)調(diào)制器的關(guān)鍵組件是固態(tài)開關(guān)。目前在高壓固態(tài)開關(guān)中采用的功率半導(dǎo)體器件一般有IGCT、門可關(guān)斷閘流管、IGBT和功率MOSFET。目前在大多數(shù)固態(tài)調(diào)制器中都采用IGBT和功率MOSFET。但是其充電精度不高，抗負(fù)載短路特性弱，導(dǎo)致整個調(diào)制器的故障率高。

因此提供一種新型的固態(tài)調(diào)制器，以解決目前固態(tài)調(diào)制器其充電精度不高，抗負(fù)載短路特性弱的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種固態(tài)調(diào)制器，具有充電精度高，抗負(fù)載短路特性強(qiáng)的特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種固態(tài)調(diào)制器，其特征在于：所述的調(diào)制器為充電電源以并聯(lián)的方式接入每個相互獨(dú)立的開關(guān)觸發(fā)模塊的充電電容C1進(jìn)行充電；放電時每個開關(guān)觸發(fā)模塊的充電電容C1以串聯(lián)的方式接入脈沖變壓器；脈沖變壓器再接入磁控管。

所述的充電電源經(jīng)過充電電感L1依次接入相互獨(dú)立的開關(guān)觸發(fā)模塊中的充電二極管V4后再分別接入本開關(guān)觸發(fā)模塊中的觸發(fā)開關(guān)V1和儲能電容C1；第一個開關(guān)觸發(fā)模塊的觸發(fā)開關(guān)V1和最后一個開關(guān)觸發(fā)模塊的儲能電容C1接入脈沖變壓器。

所述的開關(guān)觸發(fā)模塊中電阻R1與二極管V2并聯(lián)后與電容C2串聯(lián)接入觸發(fā)開關(guān)V1的兩端，從而有效的吸收觸發(fā)開關(guān)V1兩端的尖峰電壓，保護(hù)觸發(fā)開關(guān)V1。

所述的開關(guān)觸發(fā)模塊中二極管V3連接充電電容C1和觸發(fā)開關(guān)V1。

所述的開關(guān)觸發(fā)模塊中電阻R2與電容C3串聯(lián)后連接充電電容C1和觸發(fā)開關(guān)V1。

所述的充電電源同時連接10個相互獨(dú)立的開關(guān)觸發(fā)模塊。

一種固態(tài)調(diào)制器，由于采用上述結(jié)構(gòu)，該固態(tài)調(diào)制器具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、具有充電精度高，抗負(fù)載短路特性強(qiáng)的特點(diǎn)；2、性能穩(wěn)定，故障率低；3、利用簡單的電路對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，生產(chǎn)成本低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；

圖1為本實(shí)用新型一種固態(tài)調(diào)制器的電路圖；

在圖1中，1、充電電源；2、開關(guān)觸發(fā)模塊；3、脈沖變壓器；4、磁控管。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型采用IGBT作為開關(guān)單元，IGBT的器件成本、通流能力、導(dǎo)通損耗、工作電壓和峰值功率方面都具有較大的優(yōu)勢，因此采用IGBT作為開關(guān)單元。IGBT固態(tài)開關(guān)有良好的開關(guān)特性，在純阻性負(fù)載時，輸出脈沖寬度可在600ns～DC之間調(diào)節(jié)，上升時間一般小于200ns,下降時間最大為幾個微秒,脈沖重復(fù)頻率可達(dá)幾百千赫茲。

本實(shí)用新型選用IGBT作為固態(tài)調(diào)制器的開關(guān)器件。每個開關(guān)模塊獨(dú)立設(shè)計，根據(jù)負(fù)載功率大小選擇開關(guān)模塊的數(shù)量，采用并聯(lián)充電串聯(lián)放電的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時每個開關(guān)模塊中集成了開關(guān)保護(hù)電路和脈沖匹配電路。充電電源采用串聯(lián)諧振、恒流充電的模式，這種電源具有充電精度高、抗負(fù)載短路特性強(qiáng)等特點(diǎn)。脈沖變壓器可以起到阻抗變換的作用，同時在負(fù)載打火時起到一個緩沖的作用。

如圖1所示，充電電源1以并聯(lián)的方式接入每個相互獨(dú)立的開關(guān)觸發(fā)模塊2的充電電容C1進(jìn)行充電；放電時每個開關(guān)觸發(fā)模塊2的充電電容C1以串聯(lián)的方式接入脈沖變壓器3，脈沖變壓器3再接入磁控管4。

充電電源1經(jīng)過充電電感L1依次接入相互獨(dú)立的開關(guān)觸發(fā)模塊2中的充電二極管V4后再分別接入本開關(guān)觸發(fā)模塊2中的觸發(fā)開關(guān)V1和儲能電容C1；第一個開關(guān)觸發(fā)模塊2的觸發(fā)開關(guān)V1和最后一個開關(guān)觸發(fā)模塊2的儲能電容C1接入脈沖變壓器3。