在现代电力电子设备中,脉冲电源作为设备在现代雷达、真空微波管测试、大功率微波源、加速器等尖端领域得到了越来越多的广泛应用。
然而,目前因为电压和电流的局限无法适应现代设备的需求,本文介绍了一种在脉冲电压和脉冲电流都具有突破性的设备。
1. 设备的组成与原理
该设备主要由脉冲信号源、高压直流电源、脉冲调制器、预调器、中压电源和控制保护电路组成见图1。
图1 设备的组成框图
1.1高压直流电源的工作原理
三相交流50Hz 380v电源经调压器后加到整流滤波电路,得到电压为0V~500V直流电压。该电压加到逆变器。逆变器主要由谐振电容和电感、开关管等组成。在控制电路的控制下,逆变器将输入的直流电压变换成频率为20kHz左右的高频信号,经高频高压变压器升压再整流、滤波所需要的电压。输出电压通过取样电阻和基准进行比较,通过运放和PWM(脉宽调制器)控制输出逆变脉冲的宽度,从而使输出电压稳压。高压电源的原理框图如图2所示:
图2 高压电源工作框图
1.2 脉冲调制器的工作原理
脉冲调制器是微波源中最为重要的一部分,脉冲调制器主要由充电隔离元件(一般为充电电感或电阻)、储能电容、放电开关等组成。这类调制器的工作过程是:高压电源通过充电隔离元件向储能电容充电,能量储存在储能电容中。理想情况下,储能电容被充上近似于电源的电压值,在预调器脉冲的激励下,放电调制开关导通,储能电容通过放电回路将部分能量传给负载,在负载上得到的脉冲幅值是电源电压与开关管压降之差,其脉冲宽度主要由激励脉冲决定。如图3所示。 |