专利名称：一种全固态磁控管调制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磁控 管调节器领域，具体是一种全固态磁控管调制器。
背景技术：
传统的磁控管调制器为线性调制器，采用人工线推脉冲变压器的方式和刚管开关方式实现。线性调制器具有如下缺点1、电路复杂，闸流管还需要额外的触发电路；2、输出电压波形差，脉冲变压器的分布参数会对输出电压波形影响较大，前后沿较大，无法满足对前后沿要求较高的磁控管；3、寿命有限，放电闸流管的寿命短；4、通用性差，闸流管的放电脉宽不可调，以至于设计生成成本高；5、体积大。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种全固态磁控管调制器，解决传统的磁控管调制器受脉冲变压器频率及脉宽的影响，造成通用性差，且生产成本高的问题。本实用新型的技术方案为一种全固态磁控管调制器，包括有谐振式直流电源和与谐振式直流电源串联连接的MARX发生器。所述的MARX发生器是由多节MARX单元串联组成，每节MARX单元包括并联的电容和开关管、连接于电容和开关管之间的第一隔离二极管、与并联后的电容和开关管的输出端串联连接的第二隔离二极管。所述的谐振式直流电源和MARX发生器之间通过隔离电感串联连接。所述的开关管的输入端上串联有驱动负反馈电阻。本实用新型采用并联谐振直流电源加并联充电串联放电的MARX发生器的方式实现。直流电源采用恒流模式的并联谐振，可以短路工作，有很强的抗打火能力；MARX发生器以大功率半导体MOS管及IGBT作为开关，对电容器进行并联充电串联放电，实现高压脉冲输出。这样的电路结构解决了原有方式电路复杂、寿命有限、放电脉宽不可调、体积大等问题，并实现磁控管调制器的通用性，极大降低了生产成本。该技术成功应用于磁控管调制器领域，是完美的磁控管调制器。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的拓扑结构图。图3是本实用新型驱动信号随时间变化的波形图。
具体实施方式
见图1，一种全固态磁控管调制器，包括有相互连接的谐振式直流电源I和MARX发生器2、串联于谐振式直流电源I与MARX发生器2之间的隔离电感3 ；[0014]见图2，MARX发生器2是由n节MARX单元串联组成，以第一个单元为例，MARX单元包括并联的电容Cl-I和开关管V2-1、串联于开关管V2-1的输入端上的驱动负反馈电阻R1、连接于电容Cl-I和开关管V2-1之间的第一隔离二极管V3-1、与并联后的电容Cl-I和开关管V2-1的输出端串联连接的第二隔离二极管Vl-I ;当开关管不导时，谐振式直流电源I通过第一隔离二极管V3-1和第二隔离二极管Vl-I给电容Cl-I充电，n只电容并联。每个电容的极性为上正下负。当开关管V2-1导通时，由于二极管隔离作用，Cl-I的上端会与C1-2下端通过MOS管短接，如此类推，相当于将所有电容串联，并通过负载形成放电回路，形成负电压向负载放电。MARX发生的节数取决于输出 脉冲电压的大小。对于MARX发生器2，每一节都是独立的，不存在均压难题，而且只有在输出脉冲时整个回路才会有高压，前级电源电压也很低，系统稳定性将更好，成本也更低。而MOS管具有较快的开关性能，因此，可以实现较快前沿的脉冲电压输出，满足磁控管调制器的输出。MARX发生器2输出脉冲的频率和脉宽取决于所给的驱动，因此可实现任意频率和脉宽的输出。对于不同的磁控管，根据输出电压的不同，只需加或减MARX的节数即可实现，而指标相近的磁控管，用一种MARX就可以兼顾。相对于闸流管触发的人工线方式，不管从设计生产还是器件采购上来说，成本会有大幅降低，生产周期也会缩短。见图2，谐振式直流电源I中V1、V2与C1、C2各为一个桥臂，组成半桥电路，Lr为谐振电感，Cr为谐振电容，并联在高频变压器的原边绕组。电源工作时，由于Lr的续流作用，V1V2为零电压零电流开启，没有开启损耗，大大减小电源的损耗，利于散热与小型化。当负载发生短路时，变压器副边短路，相当于原边短路，由于电感Lr的存在，此时电路相当于对电感充放电的半桥回路，电流波形为标准的三角波，并不会对开关管等元件造成损坏。由于电感与电容的谐振作用，电源输出为恒流源。这里电源的负载是MARX发生器的电容，要对其进行充电，因此前级电源相当于充电电源，而具有恒流性质的电源具有极大的优势。谐振式直流电源I的电压小于开关管的耐压，为几百伏，这样直流电源比几千伏、几十千伏的直流电源的成本低很多，体积小很多。隔离电感3的作用是隔离放电时产生的高压。见图3，本实用新型驱动信号随时间变化开机后，谐振式直流电源I 一直处于工作状态。在t0时刻，直流电源给Cl-fCl-n充电，此时开关管的驱动信号为低，MARX处于截止状态，输出为地电位。tl时刻，MARX驱动信号由低电平转为高电平，驱动开关管，使其导通，Cl-fCl-n形成串联，并通过负载形成回路，对负载放电。t2时刻，驱动信号由高变低，MARX停止放电，并进入充电状态，输出分布电容开始放电，在t3时刻完成，输出将回到地电位。由于磁控管工作时脉冲电流较大，因此脉冲后沿不加切尾完全可以满足要求。
权利要求1.一种全固态磁控管调制器，其特征在于它包括有谐振式直流电源和与谐振式直流电源串联连接的MARX发生器。
2.根据权利要求I所述的一种全固态磁控管调制器，其特征在于所述的MARX发生器是由多节MARX单元串联组成，每节MARX单元包括并联的电容和开关管、连接于电容和开关管之间的第一隔离二极管、与并联后的电容和开关管的输出端串联连接的第二隔离二极管。
3.根据权利要求I所述的一种全固态磁控管调制器，其特征在于所述的谐振式直流电源和MARX发生器之间通过隔离电感串联连接。
4.根据权利要求2所述的一种全固态磁控管调制器，其特征在于所述的开关管的输入端上串联有驱动负反馈电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种全固态磁控管调制器，包括有谐振式直流电源和与谐振式直流电源串联连接的MARX发生器。本实用新型解决了原有调制器电路复杂、输出电压波形差、寿命有限、通用性差及体积大等缺点，采用恒流模式的并联谐振直流电源加电容器并联充电串联放电的MARX发生器方式，直流电源始终工作，通过控制MARX发生器的电容串联放电实现高压脉冲输出，主要应用在雷达发射机中磁控管调制器领域。
文档编号H02M9/00GK202550917SQ20122014531
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者刘凯, 印长豹 申请人:合肥博雷电气有限公司