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0．51s和2．5s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0．5s的脈沖對應的輸出頻率為750Hz：脈寬為2．5s的脈沖對應的輸出頻率為250Hz。

　　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V的直流高壓（連續(xù)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(tǒng)。調制開關為4只MOS管IXFN32N120開關，可以通過控制電控制其開通和關斷。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(wǎng)絡的作用則是為了穩(wěn)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發(fā)生器產生，然后經(jīng)控制電、驅動電放大隔離后輸入至調制開關?？刂齐娡瑫r起到過壓過流作用，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，然后通過控制電的比較分析，確認是否過壓或者過流，若出現(xiàn)過壓或者過流，則控制電輸出零電平，調制開關停止工作。當調制開關導通，高壓電源經(jīng)調制開關向脈沖變壓器初級放電，再經(jīng)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。

　　根據(jù)技術要求，雖然該脈沖電源峰值功率為45kW，但平均功率很低，按脈沖工作狀態(tài)1計算，平均功率為17W；按脈沖工作狀態(tài)2計算，平均功率為28W。因此本設計的高壓電源按輸出功率為100W來設計足以滿足要求。

　　本設計的高壓電源采用線性電源，為便于電壓調整，輸入使用200W調壓器（TDGC2-0.2KVA），之后經(jīng)1：4．5電源變壓器升壓，并經(jīng)整流濾波后輸出直流高壓，其體電見圖2，圖中的主要元器件參數(shù)為：

　　在電源電的輸出端有控制電，它可以將提取的輸出電壓和輸出電流取樣，而且控制板具有過壓、過流功能，其過壓點為1300V，過流點為0．1A，因此出現(xiàn)過壓或過流任一故障，控制板都會觸發(fā)信號，使調制開關關斷，高壓電源也就無輸出。

　　圖3所示為控制電的電圖。圖中，觸發(fā)輸入經(jīng)過一個跟隨器以后與過流故障和過壓故障一起輸入一個與門。當無過流故障或者過壓故障時，與門輸出端隨著觸發(fā)輸入端的電平變化而變化。當存在過流故障或者過壓故障或者兩者兼而有之時，其輸入端將出現(xiàn)低電平，那么無論觸發(fā)輸入端的電平如何變化，與門輸出端都為低電平，即無電壓輸出。這樣就能在當前取樣電流或者電壓出現(xiàn)過高時，調制開關能自動關閉。

　　圖4所示為調制開關每只MOS管的驅動電圖，其中，XS7的輸入是通過隔離變壓器輸入，其隔離電位為3000VDC，可以調制開關的對地絕緣。XS8的輸入為脈沖發(fā)生器產生的脈沖經(jīng)過控制器以后的輸入。IXDN414為高功率MOS驅動。其輸入電源為經(jīng)過隔離后的低壓15V輸入，輸入信號是脈沖發(fā)生器產生的脈沖信號在其經(jīng)過IXDN414高功率MOS驅動器的驅動以后，輸入至MOS管，實現(xiàn)對MOS管的驅動。

　　圖5所示為調制開關為4只MOS管的組合開關電圖。MOS管型號為IXYS公司的IXFN32N120，其電壓為：1200V，穩(wěn)態(tài)電流為：32A，脈沖電流為：128A，4只MOS管后耐壓可達到4800V。該脈沖電源放電時，脈沖變壓器初級的脈沖電壓最大為1300V，脈沖電流為40A，因此該調制開關完全可滿足要求。圖5中，四個MOS管分別有一個穩(wěn)壓電，電中的電阻、電容以及穩(wěn)壓管系數(shù)取值都相等，故可以各個MOS管的正常工作。

　　控制電源為4NIC-K37．5，具有兩輸出+15VDC2A，-15VDC0．5A，主要是為控制電供電。

　　燈絲電源的要求為：輸出電壓：6．3V5％DC。輸出電流：2A。設計中采用了朝陽電源4NIC-X30．其輸出為0-10VDC可調，3A。將其

　　設為可調的目的是為了與燈絲匹配，在電源給燈絲加熱的過程中，功率既不能過高，以免燒掉燈絲，又不能過低，以免使燈絲工作在不正常狀態(tài)下，縮短燈絲壽命。

　　脈沖變壓器為該脈沖電源的關鍵元件，它的作用是將高壓電源放電產生的脈沖放大到所需的脈沖高壓，變比為1：4，其中初級繞組為6匝，次級繞組為24匝。由于該脈沖電源為剛管調制器工作狀態(tài)，脈沖變壓器無充電電流去磁，因此在設計脈沖變壓器時必須注意鐵芯的飽和問題。同時，由于該脈沖變壓器工作在兩種脈沖寬度狀態(tài)（0．5s，2．5s），其脈沖寬度較窄，等效頻率較高，因此該脈沖變壓器選用低Br的超微晶鐵芯。

　　由于燈絲電源必須通過脈沖變壓器的次級繞組輸出到磁控管的陰極及燈絲，脈沖變壓器的次級繞組采用雙繞組的方式，繞組導線除承受脈沖電流外還必須能夠承受2A的燈絲電流。

　　該設計的條件應滿足：溫度：-20℃-+40℃濕度：80％安全性應滿足：此磁控管測試臺高壓輸出部分采用具有高壓隔離功能的防護罩對輸出接口進行隔離，并對防護罩設置一簡易智能電源關斷裝置，即一旦防護罩在測試臺使用過程中被打開，智能電源關斷裝置將自行切斷電源，以操作安全。

　　可靠性應滿足：本測試臺的研制所采用的器件均系國內外知名廠商生產，穩(wěn)定性高，因此了測試臺的可靠性。

　　本文主要介紹了高壓脈沖電源的工作原理、主要設計思和設計過程以及各元部件的工作電，選取的元器件等等。同時說明了設備運行的安全性、可靠性、維修性以及適應性。對實際應用中磁控管測試臺的設計具有一定價值。

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