[發明專利]一種調制電路以及固態脈沖調制器

有效

• 申請號: 201611104598.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108155895B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 徐明
• 申請（專利權）人: 上海東軟醫療科技有限公司
• 主分類號: H03K17/082
• 分類號: H03K17/082
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明提供了一種調制電路以及固態脈沖調制器，其中，第一控制電路與第二控制電路采用主從控制，同步驅動，解決了每個開關管需高壓隔離驅動的問題，且具有較好的關斷均衡特性。除此，第一反饋支路以及第二反饋支路在檢測到開關管的電壓大于預設值時，導通該反饋支路，使電流流向開關管的控制端，進而使得開關管的控制端的電流增加，直至開關管的工作點移至輸出特性的放大區，實現了對開關管的電壓均衡。在此基礎上，本方案提供的調制電路還包括箝位元件，保障了開關管的控制端與輸出端之間的極間電壓不過壓損壞。并且，本方案提供的調制電路沒有采用功率電阻以及電容，降低了調制電路的整體能耗以及損耗。

技術領域

本發明涉及電路設計技術領域，更具體地說，涉及一種調制電路以及固態脈沖調制器。

背景技術

固態脈沖調制器被廣泛的應用在醫療、粒子加速器、雷達發射、工業輻照等多種領域。然而，無論是在粒子加速器領域還是在雷達發射領域，固態脈沖調制器都需要工作在幾十千伏，甚至幾百千伏的高壓下。因此，如圖1所示，固態脈沖調制器通常采用多個開關直接串聯的方式來滿足使用需求。

然而，每個開關的最大工作電壓為固定值，如3.3kv，因此，為了保證各個開關正常工作，需要對每個開關上的電壓進行均衡分配。常用的均壓電路如圖2所示，通過并聯在開關的第一端以及第二端之間。其中，并聯于開關管V₁和V₂兩端的R_s1以及R_s2是靜態均壓電阻，在dv/dt較小時，起均壓作用。而動態均壓則采用典型的RCD緩沖吸收電路，分別由R_d1、C_d1、V_d1及R_d2、C_d2、V_d2組成，在dv/dt較大時起均壓作用。具體的，當開關管關斷時，電源經過二極管V_d1向電容C_d1充電，用以抑制作用于開關管的電壓變化率和尖峰電壓。當開關管導通時，電容C_d1通過電阻R_d1放電，進而限制了開關管IGBT中的開通尖峰電流。

可見，RCD網絡可以有效的支持電壓動態均衡，但發明人發現，該均壓電路中的無源器件需要能承受高壓，因此，通過附加電阻R和RCD網絡來進行開關管均壓的方法會導致無源元件成本的增加，且增大電路損耗。

因此，如何提供一種調制電路，使得均壓的同時，電路結構簡單，成本低，電路耗損低為本領域技術人員亟待解決的一大技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種調制電路，能夠實現開關管的電壓均衡，且電路結構簡單、成本低、功耗低。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種調制電路，包括：電源，脈沖電容，負載以及至少一個調制子電路；

所述電源的第一輸出端與所述脈沖電容的第一端以及所述調制子電路的輸入端相連，所述調制子電路的輸出端通過所述負載與所述脈沖電容的第二端以及所述電源的第二輸出端相連；

所述調制子電路包括第一控制電路以及至少一個第二控制電路，所述第一控制電路包括第一開關管以及第一反饋支路，所述第二控制電路包括第二開關管以及第二反饋支路，所述第一開關管的控制端與每個所述第二開關管的控制端均電連接，且接收同一驅動信號；

所述第一反饋支路的輸入端與所述第一開關管的輸入端相連，輸出端與所述第一開關管的控制端相連，用于在檢測到所述第一開關管的電壓大于第一預設值時，導通所述第一反饋支路，使電流流向所述第一開關管的控制端；

所述第二反饋支路的輸入端與所述第二開關管的輸入端相連，輸出端與所述第二開關管的控制端相連，用于在檢測到所述第二開關管的電壓大于第二預設值時，導通所述第二反饋支路，使電流流向所述第二開關管的控制端；