[發明專利]一種用于回旋管太赫茲源的無源主動線性電流調控網絡

有效

• 申請號: 202110121490.0
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112445261B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張紹哲;韓小濤;姜濤;王正磊;劉沁瑩;王奕霖
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05F1/613
• 分類號: G05F1/613
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

1.一種用于回旋管太赫茲源的無源主動線性電流調控網絡，其特征在于，包括：負載支路和線性調整管旁路；所述線性調整管旁路和負載支路并聯；

所述線性調整管旁路包括：線性調整管、第一電阻、電容、第二電阻、開關管以及控制單元；

所述第一電阻和電容串聯構成第一串聯支路，所述第二電阻和開關管正向串聯構成第二串聯支路；所述第一串聯支路和第二串聯支路并聯組成所述線性調整管的調壓網絡；所述線性調整管的第三端與所述調壓網絡的一端正向串聯；線性調整管第二端連接所述控制單元，所述控制單元連接所述開關管的驅動端；線性調整管的第一端和調壓網絡的另一端構成所述線性調整管旁路的兩端；控制單元用于調控線性調整管第二端的電壓以及用于控制所述開關管的通斷；所述線性調整管的正向電流大小受其第二端的電壓控制，所述線性調整管第一端和第三端之間的電壓作為線性調整管的端電壓；

所述控制單元采集負載支路的電流值，當負載支路接通其供電電源后，負載電流從零開始增大，當負載電流未達到預設負載電流參考值之前，則控制單元控制所述線性調整管旁路關閉，該階段為負載電流上升階段；控制單元檢測到負載電流值首次上升到預設負載電流參考值時，進入負載電流調控階段，在該階段內，控制單元根據負載電流值和預設負載電流參考值的差值控制線性調整管第二端的電壓值，使得線性調整管旁路產生相應的旁路電流，從而使得負載支路的電流穩定在預設負載電流參考值；

在負載電流調控階段，所述控制單元采集線性調整管的端電壓值，若所述端電壓值大于預設端電壓參考值，則控制開關管關斷，旁路電流經第一電阻流入電容，電容電壓升高，從而使得線性調整管端電壓下降；若所述端電壓值小于預設端電壓參考值，則控制開關管導通，旁路電流經過第二電阻和開關管流出，同時電容經第一電阻和第二電阻放電，電容電壓降低，從而使得線性調整管端電壓上升，以控制線性調整管的端電壓穩定在預設端電壓參考值，所述預設端電壓參考值是線性調整管線性放大區的電壓最低值。

2.根據權利要求1所述的無源主動線性電流調控網絡，其特征在于，還包括：主回路阻抗；

所述線性調整管旁路和負載支路并聯后與所述主回路阻抗串聯；

在負載電流調控階段，控制單元根據負載電流值和預設負載電流參考值的差值控制線性調整管第二端的電壓值，具體為：若負載電流值小于預設負載電流參考值，則控制單元控制所述線性調整管第二端的電壓值，使得旁路電流減小，從而使得所述阻抗兩端的電壓減小，負載電壓升高，繼而使得負載電流升高；若負載電流值大于預設負載電流參考值，則控制單元控制所述線性調整管第二端的電壓值，使得旁路電流增大，從而使得主回路阻抗電壓增大，負載電壓減小，繼而使得負載電流減小；通過上述過程，可以根據預設負載電流參考值對負載電流的大小進行調節，使負載電流穩定在預設負載電流參考值。

3.根據權利要求1所述的無源主動線性電流調控網絡，其特征在于，所述控制單元包括：PWM隔離驅動模塊；所述PWM隔離驅動模塊連接所述開關管的驅動端；

所述控制單元采集線性調整管的端電壓值，若所述端電壓值大于預設端電壓參考值，則指示PWM隔離驅動模塊產生低電平脈寬信號，以控制開關管關斷；若所述端電壓值小于預設端電壓參考值，則指示PWM隔離驅動模塊產生高電平脈寬信號，以控制開關管導通。

4.根據權利要求1至3任一項所述的無源主動線性電流調控網絡，其特征在于，所述控制單元包括：線性隔離驅動模塊；所述線性隔離驅動模塊連接所述線性調整管的第二端，為線性調整管第二端提供電壓；

所述控制單元控制所述線性調整管第二端的電壓值，具體為：所述控制單元根據所述電流值和預設負載電流參考值的差值產生相應的模擬電壓信號；所述模擬電壓信號控制所述線性隔離驅動模塊為線性調整管第二端提供對應的電壓。

5.根據權利要求1至3任一項所述的無源主動線性電流調控網絡，其特征在于，所述第一電阻和第二電阻為無感電阻。

6.根據權利要求1至3任一項所述的無源主動線性電流調控網絡，其特征在于，所述線性調整管和開關管均可由多個相同的器件并聯，根據負載支路和線性調整管旁路共用的供電電源、主回路阻抗以及負載支路參數選擇并聯個數。