基于高频载波的隔离电流源驱动电路设计开题报告
2021-12-11 16:31:16
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
微波电子管脉冲发射机在雷达、导航、遥控、电子对抗、激光聚变等方面,都有着广泛的应用。由于雷达系统的稳定度、噪声和频谱特性等都与调制脉冲的前后沿时间、时间抖动、脉冲顶部波形、顶部降落和调制脉冲的脉冲稳定性直接有关,故而现代脉冲发射机对脉冲调制器波形提出了极其严格的要求。
脉冲调制器本质上是一个功率转换器,其功能是为射频放大管提供性能合乎要求的视频调制脉冲。其基本组成如下框图所示。电子轰击半导体开关(ebs)、可关断晶闸管、氢闸流管、mosfet以及igbt模块等驱动电路都是调制开关的一种重要实现形式,用来形成并控制视频脉冲,起直流功率与视频脉冲功率的转换作用。
在现代电力电子技术的发展进程中,各种全控、高速型器件的相继出现,特别是以绝缘栅双极晶体管(igbt)为代表的大功率固体开关器件的出现,使得在雷达脉冲调制器中以 igbt取代氢闸流管作为调制开关成为可能。igbt 是由bjt(双极型三极管)和mos(绝缘栅型场效应管)组成的新型复合全控电压驱动式功率半导体器件, 兼有mosfet的高输入阻抗和gtr的低导通压降两方面的优点,驱动功率小而饱和压降低,非常适合应用于直流电源为600v及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
2. 研究的基本内容
一般驱动电路可以分为高频振荡电路和功率级电路两部分。前者用于产生高频交流信号输送给高频隔离变压器, 后者产生驱动信号给igbt或mosfet。高频载波源为电流源,要产生脉冲用来控制30000v的开关管,其中开关管的控制电压为12—15v。 本文主要由以下内容组成:大致介绍本设计的研究背景与意义,同时结合国内外技术发展现状对几种浮动板调制器隔离耦合方式进行了简要的比对,对驱动电路耦合方式未来的发展趋势进行了分析,最后提出了一种新型的设计方案。
首先简单介绍了浮动板调制器原理,给出了当今三种常用隔离耦合方式的对比,最终选定使用脉冲变压器方式,在高频变压器形式和电流互感器形式中,选用了电力互感器的实现形式。介绍了雷达脉冲调制器驱动隔离电路的一些注意事项和要求。最后给出了系统的总体设计方案。分别从总体方案中的几大模块——高频驱动模块、dds射频信号源模块、互感器的设计、驱动接收整形模块和功率管(刚性开关)四大部分来进行硬件的实现。
总体而言,研究了电流互感器的高频载波(现今电流互感器的隔离耦合均为单脉冲驱动),并且在此基础上完成了dds可控波形的设计,最终产生10mhz脉冲控制后面的驱动接收整形模块,再控制功率开关管。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
1实行方案
总的系统大概可以分为高频驱动模块、dds射频信号源模块、互感器的设计、驱动接收整形模块和功率管(刚性开关)5大模块部分。
4. 参考文献
[1]金一鸣,张齐.互补mosfet的脉冲变压器隔离驱动电路设计[j].微计算机信息,2006(22): 94-95.
[2]merrill 1. skolnik主编,南京电子技术研究所译.雷达手册(第二版)[m].北京:电子工业出版社,2010.
[3]任德龙.igbt串联型雷达脉冲调制器的研究[j].2007.