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高压脉冲调制电源的研制

谢飞燕  
【摘要】:磁控管是微波发生器的核心,它将直流电能转化成微波能。磁控管要求其供电电源体积小、纹波小、稳定性好。高压脉冲调制电源作为微波发生器能量供应者其作用犹如人的心脏。微波发生器工作时要求稳定度高、噪声小和频谱特性好等,这对高压脉冲调制电源提出了更高的要求。本文通过仿真优化脉冲调制电路中具体电路参数来弥补调制管性能的不足,研制出一款脉冲重复频率为400kHz的脉冲调制电源,并将平面变压器应用于高压电源领域,向高压电源的小型化迈出了最重要的一步。 本文分为高压电源和脉冲调制两大部分。高压电源部分首先从半桥拓扑和线性稳压拓扑的工作原理出发,分别介绍了正栅输出、负栅输出、灯丝电压输出、反馈回路及抵消电源、灯丝换挡、负栅检测部分的相关设计;通过Pspice软件仿真分析高压变压器的分布参数对波形性能的影响,并对变压器的分布电容进行数学建模分析,然后分别采用2层和4层PCB工艺绘制初级和次级线圈,最终达到了优化高压电源性能的目的。脉冲调制电路部分采用隔离变压器驱动调制管,首先从驱动死区的设计及通过改变绕制工艺来减小隔离变压器的漏感出发,然后分别从死区时间、隔离变压器漏感、漏感吸收电阻、驱动优化、管间串联电阻及调制管六个方面进行仿真分析,并比较不同电路参数对调制电路性能的影响,逐步优化并确定调制部分的电路参数,最终达到了设计指标要求。


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