磁控管測(cè)試臺(tái)高壓脈沖電源設(shè)計(jì)

摘要：文中主要闡明了高壓脈沖電源的工作原理、主要設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過程。說明了安全性、可靠性、維修性以及環(huán)境適應(yīng)性的措施。對(duì)于整個(gè)高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的參考價(jià)值，特別是針對(duì)脈沖電壓較高、脈沖頻率相對(duì)也高的電源。
關(guān)鍵詞：高壓脈沖電源；磁控管測(cè)試；高功率MOS驅(qū)動(dòng)；調(diào)制穩(wěn)流系統(tǒng)

0 引言
磁控管測(cè)試臺(tái)的主要部件為高壓脈沖電源，該部件是磁控管測(cè)試臺(tái)的核心部件。該部件的主要功能為分別產(chǎn)生輸出電壓為-4500V、輸出電流大于等于10A、脈沖寬度分別為0．51μs和2．5μs的兩種脈寬，他們所對(duì)應(yīng)的輸出電壓都為-4500V。
通過電源箱架上的脈寬轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制，可以使脈沖電源輸出不同脈寬的脈沖，他們頻率也不相同，脈寬為0．5μs的脈沖對(duì)應(yīng)的輸出頻率為750Hz：脈寬為2．5μs的脈沖對(duì)應(yīng)的輸出頻率為250Hz。

1 脈沖電源工作原理
交流電壓220V 50Hz輸入后，分別送至高壓電源、控制電源及燈絲電源。其中高壓電源是線性電源，可以輸出最高1300V的直流高壓(連續(xù)可調(diào))，涉及的主要器件有：200W的調(diào)壓器，1：4．5的電源變壓器以及整流濾波系統(tǒng)。調(diào)制開關(guān)為4只MOS管IXFN32N120串聯(lián)開關(guān)，可以通過控制電路控制其開通和關(guān)斷。當(dāng)其開通時(shí)，便輸出1300V左右的直流高壓。當(dāng)其斷開時(shí)，輸出零電壓。均壓網(wǎng)絡(luò)的作用則是為了穩(wěn)定四個(gè)MOS管IXFN32N120上的電壓，由于這四個(gè)MOS管IXFN32N120的型號(hào)完全相同，因此為使這四個(gè)MOS管IXFN32N120能夠正常工作，加在它們上面的電壓也必須一樣。脈沖電源的觸發(fā)脈沖直接由脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，然后經(jīng)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路放大隔離后輸入至調(diào)制開關(guān)。控制電路同時(shí)起到過壓過流保護(hù)作用，它先對(duì)將高壓電源的直流輸出電壓和電流取樣，并輸入控制電路，然后通過控制電路的比較分析，確認(rèn)是否過壓或者過流，若出現(xiàn)過壓或者過流，則控制電路輸出零電平，調(diào)制開關(guān)停止工作。當(dāng)調(diào)制開關(guān)導(dǎo)通，高壓電源經(jīng)調(diào)制開關(guān)向脈沖變壓器初級(jí)放電，再經(jīng)1：4脈沖變壓器放大后輸出到磁控管負(fù)載。負(fù)載脈沖電壓最高為5000V。