文中主要阐明了高压脉冲电源的工作原理、主要设计思路和设计过程。说明了安全性、可靠性、维修性以及环境适应性的措施。对于整个高压脉冲电源的设计具有较强的参考价值,特别是针对脉冲电压较高、脉冲频率相对也高的电源。
【磁控管测试台高压脉冲电源设计】主要探讨了高压脉冲电源的工作原理、设计方法和关键安全特性。在磁控管测试台中,高压脉冲电源是至关重要的组件,能够产生-4500V的脉冲电压,电流不小于10A,脉宽有两种,分别是0.51μs和2.5μs,对应的输出频率分别是750Hz和250Hz。
高压脉冲电源的工作原理始于220V 50Hz的交流电压输入。电压经过线性高压电源进行调节,利用200W的调压器、1:4.5的电源变压器以及整流滤波系统,最终输出最高1300V的直流高压。调制开关由4个MOS管IXFN32N120串联组成,通过控制电路的开启和关闭来控制高压的输出。这些MOS管通过均压网络确保每个管子上的电压均匀分布,以确保其稳定工作。触发脉冲由脉冲信号发生器生成,经过控制和驱动电路放大隔离后,驱动调制开关工作。同时,控制电路监测高压电源的电压和电流,一旦检测到过压或过流,会立即切断触发信号,保障安全。
控制电路如图3所示,包括一个跟随器和与门,触发输入、过流故障和过压故障信号通过与门,只有在没有故障的情况下,才会输出触发信号。驱动电路如图4,使用隔离变压器和IXDN414高功率MOS驱动器,确保MOS管的高效驱动,同时保持绝缘。
调制开关(图5)由4个IXFN32N120 MOS管串联,每个管子上设有稳压电路,确保电压均衡。这种设计能够承受高达4800V的脉冲电压,满足脉冲电源的高电压需求。
此外,高压电源设计考虑到低平均功率的需求,仅需100W的设计就能满足17W(脉冲状态1)或28W(脉冲状态2)的平均功率。辅助电源部分,包括控制电路电源和灯丝电源,采用了朝阳模块电源,确保整个系统的稳定运行。
本文提供的设计思路和措施对于开发高压脉冲电源,尤其是处理高脉冲电压和频率的情况,具有重要的参考价值。在设计过程中,安全性、可靠性、维修性和环境适应性是核心考虑因素,通过精确的元器件选择和控制策略,实现了高效且安全的高压脉冲电源。