[發明專利]一種基于陰極正負輸出的柵極調制器及其實現方法

在審

• 申請號: 201410641737.1
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104539271A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 邵康;李運海
• 申請（專利權）人: 合肥雷科電子科技有限公司
• 主分類號: H03K5/01
• 分類號: H03K5/01;H03K17/56
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

技術領域

本發明涉及柵極調制器技術領域，尤其是一種基于陰極正負輸出的柵極調制器及其實現方法。

背景技術

隨著高壓脈沖調制技術、電力電子技術和高電壓技術的發展，高壓柵極脈沖調制器作為基礎技術拓寬了雷達領域的應用。調制器的用途非常廣泛，最主要的用處在于控制電子注的通斷,實現電子管、真空微波管等的開通和關斷。現有的柵極調制器由于采用正偏電源和負偏電源為微波管柵極提供調制電壓，正偏電源供調制器形成正脈沖，使得微波管產出電子束，其脈沖電壓相對于陰極為零到數百伏范圍內，其脈沖電流在數十毫安以內；負偏電源使得行波管電子束截止，其輸出電壓在幾百伏到幾千伏的范圍內，但電流小至可以忽略，但這只能針對所需基于陰極為正脈沖的微波管進行調制，比較單一，實用性較差；而且其內部電路、供電電源等實現方法過于復雜，導致調制器體積較大。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種基于陰極可輸出正脈沖或負脈沖、實用性強的基于陰極正負輸出的柵極調制器。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種基于陰極正負輸出的柵極調制器，包括外接同步信號的用于給調制電路的開啟開關V1、關斷開關V2提供開啟脈沖信號、關斷脈沖信號的驅動模塊，其輸出端與調制電路的輸入端相連，修正電源串接于正偏電源和負偏電源之間，修正電源與正偏電源、負偏電源連接處極性相同且三者均向調制電路內的開啟開關V1、關斷開關V2供電，所述開啟開關V1、關斷開關V2均為MOS管，調制電路的輸出端接負載的控制電極和陰極，所述負載為微波管。

所述調制電路由開啟開關V1、關斷開關V2、鉗位管V3、隔離二極管V4、開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3和分壓電阻R4組成，開啟開關V1的漏極與正偏電源的正極相連，正偏電源的負極與修正電源的負極相連，修正電源的正極與負偏電源的正極相連，開啟開關V1的源極依次通過開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2接關斷開關V2的漏極，關斷開關V2的源極分別與分壓電阻R4的一端、負偏電源的負極相連，分壓電阻R4的另一端分別與開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3的一端和隔離二極管V4的陽極相連，隔離二極管V4的陰極與正偏電源的負極相連，打火限流電阻R3的另一端分別與鉗位管V3的一端、負載的控制電極相連，鉗位管V3的另一端分別與修正電源的正極、負偏電源的正極、負載的陰極相連。

所述驅動模塊的第一輸出端與開啟開關V1的柵極相連，所述驅動模塊的第二輸出端與關斷開關V2的柵極相連，所述正偏電源、修正電源和負偏電源均采用模塊化電源。

所述開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3和分壓電阻R4均為無感線繞電阻。

所述的鉗位管V3為瞬態抑制TVS管，所述的隔離二極管V4為玻璃鈍化快速整流二極管。

本發明的另一目的在于提供一種基于陰極正負輸出的柵極調制器的實現方法，該方法包括下列順序的步驟：

（1）調節送入驅動模塊的同步信號的工作頻率和脈寬寬度，控制調制電路的開啟開關V1和關斷開關V2交替導通工作，使柵極調制器輸出一定幅值的脈沖波形；

（2）調節正偏電源、修正電源的輸出電壓，實現柵極調制器輸出脈沖電壓從負電壓到正電壓，或從正電壓到負電壓的連續可調；同時調節負偏電源的輸出電壓至微波管電子注截止所需電壓，實現不同微波管電子注的截止。

由上述技術方案可知，本發明采用修正電源串接于正偏電源和負偏電源之間，并通過調節正偏電源、修正電源輸出電壓的方法，實現調制器輸出脈沖電壓從負電壓到正電壓或從正電壓到負電壓的連續可調。與現有技術相比，本發明輸出脈沖電壓基于陰極可正可負，基于陰極的輸出脈沖電壓連續可調，能應用與多種微波管電源場合，實用性較強。此外，驅動模塊、正偏電源、修正電源、負偏電源均采用模塊化，大大減小了柵極調制器的體積。

附圖說明

圖1為本發明的電路結構框圖；

圖2為本發明的電路原理圖；

圖3是本發明輸出的工作波形圖。

具體實施方式