一種基于陰極正負輸出的柵極調(diào)制器及其實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及柵極調(diào)制器技術領域，尤其是一種基于陰極正負輸出的柵極調(diào)制器及其實現(xiàn)方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]隨著高壓脈沖調(diào)制技術、電力電子技術和高電壓技術的發(fā)展，高壓柵極脈沖調(diào)制器作為基礎技術拓寬了雷達領域的應用。調(diào)制器的用途非常廣泛，最主要的用處在于控制電子注的通斷，實現(xiàn)電子管、真空微波管等的開通和關斷。現(xiàn)有的柵極調(diào)制器由于采用正偏電源和負偏電源為微波管柵極提供調(diào)制電壓，正偏電源供調(diào)制器形成正脈沖，使得微波管產(chǎn)出電子束，其脈沖電壓相對于陰極為零到數(shù)百伏范圍內(nèi)，其脈沖電流在數(shù)十毫安以內(nèi)；負偏電源使得行波管電子束截止，其輸出電壓在幾百伏到幾千伏的范圍內(nèi)，但電流小至可以忽略，但這只能針對所需基于陰極為正脈沖的微波管進行調(diào)制，比較單一，實用性較差；而且其內(nèi)部電路、供電電源等實現(xiàn)方法過于復雜，導致調(diào)制器體積較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于陰極可輸出正脈沖或負脈沖、實用性強的基于陰極正負輸出的柵極調(diào)制器。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:一種基于陰極正負輸出的柵極調(diào)制器，包括外接同步信號的用于給調(diào)制電路的開啟開關V1、關斷開關V2提供開啟脈沖信號、關斷脈沖信號的驅(qū)動模塊，其輸出端與調(diào)制電路的輸入端相連，修正電源串接于正偏電源和負偏電源之間，修正電源與正偏電源、負偏電源連接處極性相同且三者均向調(diào)制電路內(nèi)的開啟開關V1、關斷開關V2供電，所述開啟開關V1、關斷開關V2均為MOS管，調(diào)制電路的輸出端接負載的控制電極和陰極，所述負載為微波管。
[0006]所述調(diào)制電路由開啟開關V1、關斷開關V2、鉗位管V3、隔離二極管V4、開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3和分壓電阻R4組成，開啟開關Vl的漏極與正偏電源的正極相連，正偏電源的負極與修正電源的負極相連，修正電源的正極與負偏電源的正極相連，開啟開關Vl的源極依次通過開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2接關斷開關V2的漏極，關斷開關V2的源極分別與分壓電阻R4的一端、負偏電源的負極相連，分壓電阻R4的另一端分別與開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3的一端和隔離二極管V4的陽極相連，隔離二極管V4的陰極與正偏電源的負極相連，打火限流電阻R3的另一端分別與鉗位管V3的一端、負載的控制電極相連，鉗位管V3的另一端分別與修正電源的正極、負偏電源的正極、負載的陰極相連。
[0007]所述驅(qū)動模塊的第一輸出端與開啟開關Vl的柵極相連，所述驅(qū)動模塊的第二輸出端與關斷開關V2的柵極相連，所述正偏電源、修正電源和負偏電源均采用模塊化電源。
[0008]所述開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3和分壓電阻R4均為無感線繞電阻。
[0009]所述的鉗位管V3為瞬態(tài)抑制TVS管，所述的隔離二極管V4為玻璃鈍化快速整流二極管。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于陰極正負輸出的柵極調(diào)制器的實現(xiàn)方法，該方法包括下列順序的步驟:
(1)調(diào)節(jié)送入驅(qū)動模塊的同步信號的工作頻率和脈寬寬度，控制調(diào)制電路的開啟開關Vl和關斷開關V2交替導通工作，使柵極調(diào)制器輸出一定幅值的脈沖波形；
(2)調(diào)節(jié)正偏電源、修正電源的輸出電壓，實現(xiàn)柵極調(diào)制器輸出脈沖電壓從負電壓到正電壓，或從正電壓到負電壓的連續(xù)可調(diào)；同時調(diào)節(jié)負偏電源的輸出電壓至微波管電子注截止所需電壓，實現(xiàn)不同微波管電子注的截止。
[0011 ] 由上述技術方案可知，本發(fā)明采用修正電源串接于正偏電源和負偏電源之間，并通過調(diào)節(jié)正偏電源、修正電源輸出電壓的方法，實現(xiàn)調(diào)制器輸出脈沖電壓從負電壓到正電壓或從正電壓到負電壓的連續(xù)可調(diào)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明輸出脈沖電壓基于陰極可正可負，基于陰極的輸出脈沖電壓連續(xù)可調(diào)，能應用與多種微波管電源場合，實用性較強。此夕卜，驅(qū)動模塊、正偏電源、修正電源、負偏電源均采用模塊化，大大減小了柵極調(diào)制器的體積。
[0012]
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電路結構框圖；
圖2為本發(fā)明的電路原理圖；
圖3是本發(fā)明輸出的工作波形圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]一種基于陰極正負輸出的柵極調(diào)制器，包括外接同步信號的用于給調(diào)制電路的開啟開關V1、關斷開關V2提供開啟脈沖信號、關斷脈沖信號的驅(qū)動模塊1，其輸出端與調(diào)制電路2的輸入端相連，修正電源4串接于正偏電源3和負偏電源5之間，修正電源4與正偏電源3、負偏電源5連接處極性相同且三者均向調(diào)制電路2內(nèi)的開啟開關V1、關斷開關V2供電，正偏電源3、修正電源4和負偏電源5均采用模塊化電源，所述開啟開關V1、關斷開關V2均為MOS管，調(diào)制電路2的輸出端接負載的控制電極和陰極，所述負載為微波管，如圖1、2所示，在圖2中，G表示微波管的柵極即控制電極，K表示微波管的陰極。
[0016]如圖1、2所示，所述調(diào)制電路2由開啟開關V1、關斷開關V2、鉗位管V3、隔離二極管V4、開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3和分壓電阻R4組成，開啟開關Vl的漏極與正偏電源3的正極相連，正偏電源3的負極與修正電源4的負極相連，修正電源4的正極與負偏電源5的正極相連，開啟開關Vl的源極依次通過開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2接關斷開關V2的漏極，關斷開關V2的源極分別與分壓電阻R4的一端、負偏電源5的負極相連，分壓電阻R4的另一端分別與開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3的一端和隔離二極管V4的陽極相連，隔離二極管V4的陰極與正偏電源3的負極相連，打火限流電阻R3的另一端分別與鉗位管V3的一端、負載的控制電極相連，鉗位管V3的另一端分別與修正電源4的正極、負偏電源5的正極、負載的陰極相連。
[0017]如圖1、2所示，所述驅(qū)動模塊I的第一輸出端與開啟開關Vl的柵極相連，所述驅(qū)動模塊I的第二輸出端與關斷開關V2的柵極相連，驅(qū)動模塊I用于給調(diào)制電路2的開啟開關V1、關斷開關V2提供開啟脈沖信號和關斷脈沖信號。所述開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2、打火限流電阻R3和分壓電阻R4均為無感線繞電阻，開啟開關限流電阻R1、關斷開關限流電阻R2分別用于根據(jù)開啟脈沖或者關斷脈沖導通開啟或者截止電壓，打火限流電阻R3用于在打火時，保護微波管的控制電極的電流過大，提高調(diào)制器的可靠性，分壓電阻R4用于分壓負偏電源5電壓。所述的鉗位管V3為瞬態(tài)抑制TVS管，用于保護微波管控制電極的電壓過高，所述的隔離二極管V4為玻璃鈍化快速整流二極管，在開啟開關Vl損壞時用于保護微波管的控制電極。
[0018]如圖1、2、3所示，在工作時，首先，調(diào)節(jié)送入驅(qū)動模塊I的同步信號的工作頻率和脈寬寬度，控制調(diào)制電路2的開啟開關Vl和關斷開關V2交替導通工作，使柵極調(diào)制器輸出一定幅值的脈沖波形；其次，調(diào)節(jié)正偏電源3、修正電源4的輸出電壓，實現(xiàn)柵極調(diào)制器輸出脈沖電壓從負電壓到正電壓，或從正電壓到負電壓的連續(xù)可調(diào)；同時調(diào)節(jié)負偏電源5的輸出電壓至微波管電子注截止所需電壓，實現(xiàn)不同微波管電子注的截止。
[0019]實施例一
驅(qū)動模塊I提供頻率f為IkHz,脈寬Tonl、Ton2分別為20 μ s、200ns的兩路驅(qū)動信號輸出；正偏電源3的輸出電壓Ul為O?+1000V可調(diào)電源，修正電源4的輸出電壓U2為O?+500V，負偏電源5的輸出電壓U3為O?-5kV ;負載為行波管；調(diào)制電路2中開啟開關V1、關斷開關V2為5個FQP9N90C串聯(lián)，鉗位管V3為12個1.5KE440CA串聯(lián)，隔離二極管V4為5個玻璃鈍化快速整流二極管BYV26E串聯(lián)；開啟開關限流電阻Rl、關斷開關限流電阻R2為無感線繞電阻8W200 Ω，打火限流電阻R3為無感線繞電阻8W75 Ω