[發明專利]脈沖調制器高壓補償裝置

在審

• 申請號: 201711364953.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN109936347A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 丁洪利;張未卿;楊家岳;史磊;陶凱;余永;李欽明;楊學明
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H03K7/02
• 分類號: H03K7/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明公開了一種脈沖調制器高壓補償裝置，使用高壓分壓探頭采集PFN脈沖形成網絡的電壓，并對該電壓信號進行處理監測。當充電電源充電完畢后，比較PFN電壓與實際設定電壓的值。如果PFN電壓小于實際設定電壓，則提高充電電源電壓，保證對PFN電壓進行補償，實現PFN電壓穩定性。

技術領域

本發明涉及一種脈沖調制器電壓穩定性補償的裝置，尤其涉及應用在加速器微波功率源前端脈沖調制器領域。

背景技術

綜合了技術先進性，穩定可靠性，經費預算和時間進度的要求，大連相干光源的速調管管采用東芝公司生產的E3730A以及E3712兩種型號。脈沖調制器設計為高壓恒流電源電流直接充電，電容儲能，氫閘流管開關放電，PFN脈沖形成，脈沖變壓器升壓輸出的技術方案，其可以使速調管微波脈沖幅度穩定度達到0.06％rms。PEN的充電電源采用最高工作電壓為50kV的電容恒流充電電源。為了保證微波功率幅度穩定性好于0.06％，要求充電電源的輸出穩定度好于0.03％，而大連相干光源的設計指標是工作在50Hz。在50Hz的工作頻率下，要求充電電源的輸出穩定度好于0.03％，且充電電流可調，電源參數為50kV，1500mA，目前世界上幾乎沒有達到這個指標的產品。由于脈沖調制器和充電電源的重復頻率在50Hz，在20ms內，充電電源很難將脈沖調制器中PFN的電荷充到需要的數值，從而影響速調管微波功率輸出穩定性。因此，有必要提供一種脈沖高壓補償穩定裝置，用提高來高壓充電電源及脈沖調制器系統在50Hz重復頻率下輸出高壓的穩定性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可以提高脈沖調制器電壓穩定性的補償裝置，滿足自由電子激光裝置對微波功率源穩定性的需求。

本發明的技術方案是：使用高壓分壓探頭采集PFN脈沖形成網絡的電壓，并對該電壓信號進行處理監測。當充電電源充電完畢后，比較PFN電壓與實際設定電壓的值。如果PFN電壓小于實際設定電壓，則提高充電電源電壓，保證對PFN電壓進行補償，實現PFN電壓穩定性。

脈沖調制器高壓補償裝置，包括：電壓采集裝置、電壓比較裝置和電壓補償裝置；

所述電壓采集裝置包括高壓分壓探頭5和信號采集器6；所述高壓分壓探頭5輸入端連接到PFN4上，用來采集PFN4的電壓信號，高壓分壓探頭5輸出端通過數據傳輸線連接到信號采集器6中；

所述信號采集器6輸入端用來采集高壓分壓探頭5輸出的電壓信號，信號采集器6輸出端與電壓比較裝置相連接，所述信號采集器6將高壓分壓探頭5采集到的模擬信號轉換成數字信號；

所述電壓比較裝置包括信號解調器7和信號比較器8；所述信號解調器7輸入端與信號采集器6的輸出端相連接，信號解調器7輸出端與信號比較器8相連接，所述信號解調器7將信號采集器6轉換成的數字信號解調，成為信號比較器8可以比較的二進制數值；

所述信號比較器8設有回讀電壓端口14、設定值采集端口15、比較啟動端口16三個輸入端口、一個內部充電時間端口17和一個誤差輸出端口18；

所述回讀電壓端口14連接信號解調器7的輸出端，所述設定值采集端口15讀取高壓充電電源3設定值，所述比較啟動端口16用來接收高壓充電電源3提供的充電完成信號，所述誤差輸出端口18用來輸出一個誤差信號給電壓補償裝置；

所述電壓補償裝置包括電壓補償控制器9和充電電源控制器底層電路通信接口19；所述電壓補償控制器9輸入端用來接收信號比較器8中誤差輸出端口18輸出的誤差信號，電壓補償控制器9輸出端連接充電電源控制器底層電路通信接口19，用來控制高壓充電電源3的輸出電壓。

優選的：所述信號采集器6為ADC采集卡。

本發明具有以下有益的效果：