磁控管測試臺高壓脈沖電源設計

摘要：文中主要闡明了高壓脈沖電源的工作原理、主要設計思路和設計過程。說明了安全性、可靠性、維修性以及環境適應性的措施。對于整個高壓脈沖電源的設計具有較強的參考價值，特別是針對脈沖電壓較高、脈沖頻率相對也高的電源。
關鍵詞：高壓脈沖電源；磁控管測試；高功率MOS驅動；調制穩流系統

0 引言
磁控管測試臺的主要部件為高壓脈沖電源，該部件是磁控管測試臺的核心部件。該部件的主要功能為分別產生輸出電壓為-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，他們所對應的輸出電壓都為-4500V。
通過電源箱架上的脈寬轉換開關的控制，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的脈沖對應的輸出頻率為750Hz：脈寬為2．5μs的脈沖對應的輸出頻率為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(連續可調)，涉及的主要器件有：200W的調壓器，1：4．5的電源變壓器以及整流濾波系統。調制開關為4只MOS管IXFN32N120串聯開關，可以通過控制電路控制其開通和關斷。當其開通時，便輸出1300V左右的直流高壓。當其斷開時，輸出零電壓。均壓網絡的作用則是為了穩定四個MOS管IXFN32N120上的電壓，由于這四個MOS管IXFN32N120的型號完全相同，因此為使這四個MOS管IXFN32N120能夠正常工作，加在它們上面的電壓也必須一樣。脈沖電源的觸發脈沖直接由脈沖信號發生器產生，然后經控制電路、驅動電路放大隔離后輸入至調制開關。控制電路同時起到過壓過流保護作用，它先對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，確認是否過壓或者過流，若出現過壓或者過流，則控制電路輸出零電平，調制開關停止工作。當調制開關導通，高壓電源經調制開關向脈沖變壓器初級放電，再經1：4脈沖變壓器放大后輸出到磁控管負載。負載脈沖電壓最高為5000V。