一种脉冲磁控管发射机的电源装置的制作方法

文档序号:7324749阅读:419来源:国知局
专利名称:一种脉冲磁控管发射机的电源装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种电源装置,尤其是一种脉冲磁控管发射机的电源装置。
背景技术
磁控管发射机的用途非常广泛,最主要的用处是作为加热电源的微波炉,同时在 工业CT、医用CT、工业探伤、气象雷达、信标等场合也有较多使用。传统的磁控管电源主要为线型脉冲调制器方式,其结构如图1所示,磁控管电源 包括高压电源、充电电感L、隔离硅堆D、人工线(PFN)、开关K、脉冲变压器T、灯丝电源等。 此电路成熟、可靠,然而由于体积大、效率较低、脉宽调节困难等,对于现代高性能高密度应 用场合来说,此电路存在太过于陈旧、性价比低等缺点。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种体积小、便于脉宽调节的脉冲磁控管发射机的电
源装置。为实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案一种脉冲磁控管发射机的电 源装置,包括控制模块,控制模块的电源输入端接外接电源,控制模块的信号输出端分别与 灯丝电源模块和高压电源模块相连,灯丝电源模块与磁控管相连,高压电源模块通过脉冲 开关接磁控管,储能电容C跨接在高压电源模块和脉冲开关之间。由上述技术方案可知,本实用新型利用高压电源模块直接给储能电容C供电,再 利用脉冲开关实现储能电容C对负载磁控管的放电,只需控制脉冲开关的工作时序就能实 现对高压脉冲宽度的调节;在同等功率等级下,本实用新型比传统调制器体积减小50%以 上;本实用新型可以实现正高压脉冲输出或负高压脉冲输出,并且输出脉冲宽度可调,可以 应用在多种微波管电源的场合。

图1是现有技术的电路图;图2是本实用新型的电路图;图3是本实用新型输出的波形图。
具体实施方式
一种脉冲磁控管发射机的电源装置,包括控制模块1,控制模块1的电源输入端接 外接电源,控制模块1的信号输出端分别与灯丝电源模块3和高压电源模块2相连,灯丝电 源模块3与磁控管4相连,高压电源模块2通过脉冲开关接磁控管4,储能电容C跨接在高 压电源模块2和脉冲开关之间,如图2所示。所述的灯丝电源模块3和高压电源模块2均 采用开关电源模块,实现高效率的磁控管电源。如图2、3所示,控制模块1用于控制灯丝电源模块3、高压电源模块2、开启开关K1、切尾开关K2工作,灯丝电源1模块3先工作,完成对磁控管4的灯丝F预热后,才能给 磁控管4加阴极脉冲高压。控制模块1产生脉冲开关的驱动信号,并接收高压电源模块2 反馈的过压信号和灯丝电源模块3反馈的过流信号,且在过压或过流时关断驱动信号。灯 丝电源模块3产生输出电压对磁控管4加热。高压电源模块2产生高压输出,脉冲开关把 高压电源模块2输出的高压直流电变为脉冲高压输出。如图2所示,所述的脉冲开关由开启开关Kl和切尾开关K2组成,开启开关K1、储 能电容C和切尾开关K2组成串联回路,所述的储能电容C跨接在高压电源模块2的输出端 上,切尾开关K2与磁控管4的管体A相连,磁控管4的管体A接地,作为整个电源的零伏参 考点,开启开关Kl与磁控管4的阴极K相连。由于磁控管4的负载特性,脉冲波形有拖尾, 正常情况脉冲波形后沿,难以满足要求。为了达到指标,将脉冲开关分成开启开关Kl和切 尾开关K2,脉冲上升时间和脉冲保持时间内,开启开关Kl导通;脉冲下降时间内,切尾开 关K2导通,减小脉冲后沿。如图2所示,所述的开启开关K1、切尾开关K2为固态开关,所述的固态开关为MOS 管或IGBT开关管,不同于传统线型调制器的软开关,采用全固态的方式实现磁控管电源的 功能,提高磁控管电源的可靠性。本实用新型无需使用传统线型调制器的脉冲变压器进行 隔离、阻抗匹配等,利用高压固态开关控制储能电容C对磁控管4直接放电。所述的灯丝电 源模块3的输出端分别与磁控管4的灯丝F、磁控管4的阴极K相连。本实用新型的工作波形见附图3所示,外接电源供电到本实用新型后,灯丝电源 模块3先工作,对磁控管4的灯丝F进行加热。等待磁控管4的灯丝F预热到一定温度后, 控制模块1产生同步信号,在tl时刻,开启开关Kl导通,此时储能电容C通过开启开关Kl 对磁控管4的阴极K和管体A供电。控制模块1控制开启开关Kl的导通宽度,开启开关Kl 在控制模块1的控制下在t2时刻关断,此时磁控管4的阴极K和管体A之间的储能通过磁 控管4本身的阻抗慢慢泄放。延时一定时间后,延时时间一般为几百纳秒,在t3时刻切尾 开关K2导通,加速泄放磁控管4的阴极K和管体A之间的储能,此时磁控管4的阴极K和 管体A之间的电压迅速下降,完成输出高压脉冲的后沿,切尾开关K2的导通宽度一般大于 几百纳秒即可。本实用新型在开启开关Kl导通期间,储能电容C对负载磁控管4放电,在开启开 关Kl关断期间,储能电容C不对负载磁控管4放电。储能电容C上的电压在每次放电时, 只降低1%左右,在放电间隙,再利用高压电源模块2补充上储能电容C泄放掉的能量。
权利要求1.一种脉冲磁控管发射机的电源装置,其特征在于包括控制模块(1),控制模块(1) 的电源输入端接外接电源,控制模块(1)的信号输出端分别与灯丝电源模块(3)和高压电 源模块(2)相连,灯丝电源模块(3)与磁控管(4)相连,高压电源模块(2)通过脉冲开关接 磁控管(4 ),储能电容C跨接在高压电源模块(2 )和脉冲开关之间。
2.根据权利要求1所述的脉冲磁控管发射机的电源装置,其特征在于所述的脉冲开 关由开启开关Kl和切尾开关K2组成,开启开关K1、储能电容C和切尾开关K2组成串联回 路,所述的储能电容C跨接在高压电源模块(2)的输出端上,切尾开关K2与磁控管(4)的管 体A相连,磁控管(4)的管体A接地,开启开关Kl与磁控管(4)的阴极K相连。
3.根据权利要求1所述的脉冲磁控管发射机的电源装置,其特征在于所述的灯丝电 源模块(3)的输出端分别与磁控管(4)的灯丝F、磁控管(4)的阴极K相连。
4.根据权利要求2所述的脉冲磁控管发射机的电源装置,其特征在于所述的开启开 关K1、切尾开关K2为固态开关。
5.根据权利要求1所述的脉冲磁控管发射机的电源装置,其特征在于所述的灯丝电 源模块(3)和高压电源模块(2)均采用开关电源模块。
6.根据权利要求4所述的脉冲磁控管发射机的电源装置,其特征在于所述的固态开 关为MOS管或IGBT开关管。
专利摘要本实用新型涉及一种脉冲磁控管发射机的电源装置,包括控制模块,控制模块的电源输入端接外接电源,控制模块的信号输出端分别与灯丝电源模块和高压电源模块相连,灯丝电源模块与磁控管相连,高压电源模块通过脉冲开关接磁控管,储能电容C跨接在高压电源模块和脉冲开关之间。本实用新型利用高压电源模块直接给储能电容C供电,再利用脉冲开关实现储能电容C对负载磁控管的放电,只需控制脉冲开关的工作时序就能实现对高压脉冲宽度的调节;在同等功率等级下,本实用新型比传统调制器体积减小50%以上;本实用新型可以实现正高压脉冲输出或负高压脉冲输出,并且输出脉冲宽度可调,可以应用在多种微波管电源的场合。
文档编号H02M9/04GK201878039SQ20102062354
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者周军, 李运海, 邵康 申请人:合肥雷科电子科技有限公司
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