[發明專利]一種行波管調制器過脈寬保護電路

有效

• 申請號: 202110715530.4
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113572485B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 高彧博;楊崢崢;李群;程立;謝章貴
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二三研究所
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種行波管調制器過脈寬保護電路，包括與門、非門、高速比較器、電阻、電容、二極管；通過所述與門、非門完成調制脈沖與發射指令、故障信號的邏輯關聯，脈沖前沿電平翻轉時使用非門輸出通過阻容積分，脈沖后沿電平翻轉時阻容放電，當脈沖寬度超過設定值，阻容積分電路輸出電平會超過高速比較器基準，送出過脈寬故障信號，過脈寬故障信號與發射指令相與，關斷輸出的調制信號，通過兩個與門、一個非門、四只電阻、三只二極管、一只電容的簡單電路組合實現了對行波管調制信號的過脈寬保護。本發明的行波管調制器過脈寬保護電路具有延時小、電路簡單、可靠性高、體積小、成本低等特點。

技術領域

本發明屬于行波管高壓電源技術領域，特別涉及一種行波管調制器過脈寬保護電路。

背景技術

脈沖工作模式的行波管因高效率、高峰值功率等優良特點常用于雷達發射機系統中。針對行波管脈沖工作時需要設定過脈寬保護，當脈沖工作的行波管工作脈寬超出其極限時會導致行波管失效。

常見的過脈寬保護一般是通過發射機通訊保護電路中的數字處理芯片對送入的調制信號進行采樣處理，實現過脈寬保護。該電路的缺點是電路復雜、延時大，在行波管發射機的高壓電源中，數字處理芯片要處理高壓隔離和開關輻射干擾問題，需通過隔離驅動器等電路完成調制信號的輸入輸出，數字處理芯片對調制信號的處理延時較大，從脈寬前后沿檢測、信號處理運算到I/O口輸出有較長的時間間隔，在實際電路發生過脈寬故障時，往往難以有效的完成保護。另外，數字處理芯片內核電壓較低，在高壓環境中屬于敏感電路，若隔離屏蔽措施處理不佳，在行波管發射機發生高壓打火時較容易發生故障。

發明內容

本發明的目的在于提供一種延時小、電路簡單、可靠性高、體積小、成本低的行波管調制器過脈寬保護電路。

實現本發明目的的技術解決方案是：一種行波管調制器過脈寬保護電路，包括第一與門、第二與門、第一電阻、電容、第一二極管、第二電阻、第三電阻、第二二極管、高速比較器、非門、第四電阻、第三二極管；

所述第一與門的第一輸入端接調制信號IN，第一與門的第二輸入端接第二與門的輸出端，第一與門的輸出端作為調制信號OUT送出給隔離驅動及燈絲調制器電路；第一電阻的第一端分別連接第三二極管的陰極、第一與門的輸出端，第一電阻的第二端分別與電容的第一端、第二電阻的第一端、第三二極管的陽極及第一二極管的陽極相接；電容的第二端接地，第一二極管的陰極接外部的復位指令，第二電阻的第二端分別與第三電阻的第一端、高速比較器的同相輸入端相接，高速比較器的反相輸入端接基準電壓REF，第三電阻的第二端與第二二極管的陰極相接，第二二極管的陽極分別與高速比較器的輸出端、第四電阻的第一端、非門的輸入端相接，并將相接后的作為過脈寬故障信號的輸出端，將過脈寬故障信號發送至外部的高壓控保電路；第四電阻的第二端連接電源VCC，非門的輸出端和第二與門的第一輸入端接，第二與門的第二輸入端用于接收外部送入的發射指令。

進一步地，調制信號IN經過第一與門后，在脈沖開啟時高電平通過第一電阻對電容充電，在脈沖關斷時第一與門信號翻轉為低電平通過第一電阻對電容放電，電容上的最高充電電壓與脈沖寬度的關系為：

式中，V_t為電容上面的充電電壓，V_CC為第一與門的電源電壓，R為第一電阻的阻值，C為電容的容值，t為脈沖寬度；

當脈沖寬度超過最大脈沖寬度保護閾值Tmax時，V_t超過基準電壓REF，高速比較器輸出翻轉為高電平故障信號，高電平故障信號經過非門后變為低電平，低電平送入第二與門后，第二與門輸出低電平送入第一與門，將第一與門送出的調制信號OUT關斷截止，實現對過脈寬調制信號的保護。

進一步地，所述最大脈沖寬度保護閾值Tmax＝RC，R為第一電阻的阻值，C為電容的容值，脈沖寬度超過Tmax時電路進行過脈寬保護。