[發明專利]固態調制器的控制方法

有效

• 申請號: 202010184229.0
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111355474B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 周英懷;杜輝;鄧長春;常雙權
• 申請（專利權）人: 四川英杰電氣股份有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K7/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 董艷芳

1.一種固態調制器的控制方法，所述固態調制器主要包括直流電源、儲能單元、固態開關，其特征在于，通過所述直流電源為儲能單元充電，通過控制固態開關的運行狀態來釋放儲能單元的能量，以實現脈沖輸出；所述固態開關依據其在線性區的阻抗特性，通過改變固態開關在線性區的工作點，和/或改變固態開關由線性區轉換為飽和區的轉換時刻，實現脈沖輸出波形的調整；

所述固態開關運行狀態的控制方法和步驟如下：

第一，在直流電源對儲能單元充電后，對固態開關施加柵極信號KU1，使固態開關工作于飽和區，并產生脈沖電流I1，用于固態調制器的負載匹配；

第二，在需要降低脈沖電流I1至I2時，先對固態開關施加幅值小于柵極信號KU1的柵極信號KU2，使固態開關進入線性區工作；在脈沖電流接近I2時，使固態開關的柵極信號增加為KU1，使固態開關由線性區轉換為飽和區，進而使脈沖電流增加并保持在I2，持續為負載提供能量；

第三，在需關斷固態調制器輸出能量時，先關閉固態開關的柵極信號，使固態開關由飽和區迅速經過線性區到達其截止區，實現固態開關的關斷。

2.根據權利要求1所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述固態開關先由截止區進入線性區，再根據不同脈沖輸出波形需要，通過改變固態開關在線性區的工作點和由線性區轉換為飽和區的轉換時刻，結合固態開關的阻抗變化特性來減緩輸出電流變化斜率實現對脈沖輸出波形的調整。

3.根據權利要求1所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述固態開關在第N個脈沖輸出時，只應用固態開關在飽和區的開關特性；在第N+1個脈沖輸出時，固態開關在線性區工作的工作點，或者由線性區轉換為飽和區的轉換時刻一致，交錯實現雙能脈沖輸出。

4.根據權利要求1所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述固態開關在第M個脈沖輸出時，固態開關在線性區的工作點，或者由線性區轉換為飽和區的轉換時刻一致；第M+1個脈沖輸出時，固態開關在線性區的工作點，或者由線性區轉換為飽和區的轉換時刻一致，且區別于第M個脈沖輸出時的固態開關線性區的工作點，或者由線性區轉換為飽和區的轉換時刻，交錯實現雙能脈沖輸出。

5.根據權利要求1所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述脈沖電流需要更低時，先對固態開關施加幅值小于柵極信號KU2的柵極信號KU3，使固態開關進入線性區工作，即通過調節柵極信號幅值改變固態開關在線性區的工作點和阻抗。

6.根據權利要求1所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述柵極信號KU1與柵極信號KU2的施加時間能根據負載調節，增大或減小柵極信號KU1與柵極信號KU2的轉換時刻，實現固態開關由線性區轉換為飽和區的調節。

7.根據權利要求1所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述直流電源的輸出端并聯有儲能單元或固態開關，所述直流電源的輸出端經固態開關或儲能單元連接至脈沖變壓器/和或負載，所述儲能單元為儲能電容，所述負載為磁控管或調速管。

8.根據權利要求3或4所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，所述直流電源包括直流電源1和直流電源2，所述儲能單元包括儲能電容C1和儲能電容C2，所述固態開關包括固態開關Q1和固態開關Q2，所述直流電源1、直流電源2輸出端分別并聯儲能電容C1、儲能電容C2，儲能電容C1的一端經固態開關Q1連接至脈沖變壓器原邊的一端；儲能電容C2的一端經固態開關Q2連接至脈沖變壓器原邊的另一端；所述儲能電容C1的另一端連接至固態開關Q2的一端，并經二極管D1連接至儲能電容C2的另一端；所述脈沖變壓器連接至磁控管或速調管。

9.根據權利要求8所述的一種固態調制器的控制方法，其特征在于，在需要高能脈沖輸出時，先后對固態開關Q2、固態開關Q1施加柵極信號KU1使其工作于飽和區，使得儲能單元中的儲能電容C1、儲能電容C2均釋放能量輸出高能脈沖至固態調制器負載，所述負載磁控管起振產生電流并維持脈沖電流為I1，實現高能脈沖的輸出；隨后依次將固態開關Q1、固態開關Q2的柵極信號降為0使其工作于截止區，進而實現固態開關的關斷；

在需要低能脈沖輸出時，只需要控制固態開關Q1使得儲能單元中的儲能電容C1釋放能量輸出低能脈沖至固態調制器負載，具體為：對固態開關Q1施加柵極信號KU2，使固態開關Q1進入線性區工作，基于其線性區的阻抗變化使得固態調制器阻抗的增加，脈沖電流接近I2，負載磁控管上的電壓和電流變化到達磁控管工作點并流過電流；通過改變固態開關Q1的柵極信號增至為KU1，使得固態開關Q1的工作狀態轉換至飽和區，進而使得脈沖電流保持在I2，實現低能脈沖的輸出；隨后將固態開關Q1的柵極信號降為0使其工作于截止區，進而實現固態開關Q1的關斷。