IGBT串联技术在雷达脉冲调制器中的应用
IGBT在CINRAD/SC天气雷达中的应用分析

IGBT在CINRAD/SC天气雷达中的应用分析摘要IGBT绝缘栅双极型晶体管已广泛应用于电力电子设备,目前高压领域的许多应用往往需要通过IGBT高压串联等技术来实现。
介绍了IGBT的特性和一般应用,详细分析它在CINRAD/SC天气雷达中的应用,给出采用普通万用表检测IGBT的方法以及在储藏、测试和维修使用时的注意事项。
关键词IGBT;天气雷达;应用AnalysisonApplicationofIGBTintheCINRAD/SCWeatherRadarHU Quan-ling 1 HU Xi-gen 1 ZHOU Jun 2 ZHANG Man-gen 1 GU Ming-an 1(1 Ji’an Meteorology Bureau in Jiangxi Province,Ji’an Jiangxi 343000; 2Meteorology Bureau of Ji’an County)Abstract IGBT insulated gate bipolar transistor has been widely used in power electronic equipment. At present, high-pressure areas are often required by many applications such as IGBT technology to achieve high-pressure series. The characteristics and general application of IGBT were introduced. A detailed analysis of its application in CINRAD/SC weather radar was made. The ordinary method of detecting IGBT as well as in storage,testing and maintenance using considerations were proposed.Key words IGBT;weather radar;application绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是20世纪80年代出现的新型复合器件,它集金属氧化物半导体场效应晶体管(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)和双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)的优点于一体。
大功率IGBT在固态脉冲调制器中的应用

11 , : 组元 个数 为 6 脉冲 上升 速 度 小于 1 s下 降速 2 ; I; x 度 小 于 1 t ; 平 项 宽 度 大 于 3x : 重 复 频 率 为 .x 8s t s
2 大 功 率 固态 调 制器
大 功率 固态 调制器 技术 有 多种 方 案 ,感 应 叠加
型 是一种 较好 的方 式[ 4 1 中 , 应变 压器 由多个环 。其 感 形磁 芯组 成 . 用 一匝 次级线 圈 。 共 次级 电压为 所 有初
器进行研究[1 1。近些年 , - 3 随着功率开关器件的发展 , IB G T在 技术上 不 断成 熟 . 不仅 广泛 用 于 电力 电子领
域 。 且 也逐步 用 于脉冲 功 率领域 。 成为 一种 产 生 而 并 功 率脉 冲 的 理想 开关 器 件 。 鉴 于 此 。这 里 介 绍 了 33 V80 G T在 大 功率 固态 调制 器 中 的应 用 及 . /0A I B k
次级。3 V高压 电源 用于补充 C 上的 电压 “ k h 的降 落 ; 电感 。 分布 电感 的储能 由反 向吸收 电路吸 漏 和 收 ; 磁 电路为单元磁环提供复位 电流 。 高磁芯利 偏 以提 用率。组元 电路 的工作参数 : 峰值 电压为 2 V; k 脉冲 电 流为 1 k 重复频率为 3 0 z峰值功率 为 2 MW; . A; 2 0H ; . 4 平
其 驱动 保护 电路 设计 。最 后通 过仿 真和 实验 验证 了 理 论 的正确 性 。
3 k /0AIB . V8 0 T开关及驱动 保护 电路 、 向吸收 电路 3 G 反 等组成。I B G T开关 受驱动 电路脉冲信号作 用导通 。 储 能电容 C 中储藏的能量 向单元磁 环的初级迅速释放 , h 形成一 强流脉冲方波 。再通 过磁环将 脉冲方波传递 到
用IGBT斩波器的串级调速系统

C
交流传动技术
EACS’98—14
用IGBT斩波器的串级调速系统
86
C交流传动技术
EACS,98-14
图3
RED缓冲电路 能力与GTR相比都有很大提
|GBT冗件承受浪涌电流的耐量与承受du/dt、di/dt
高,但在运行中仍受自身功耗的限制,由擎住现象限制安全工作区SOA,而在斩波电路中 最严重的问题是在[GBT关断时。主电路电流的急剧变化在主电路电感上产生的浪涌龟
I,一.逆变器电流的平均值:
‰一最高速时.
IGBT导通的占空比。
图见图4。转速控制和电流控制部分可以采用直流控制系统用控制单元.比较简单。核心
部分是脉宽调制电路PWM和IGBT栅极驱动电路IGDC。
图4用1GBT斩波器的串调系统框图
Gl一给定积分器
AsR
.速度调节器
ACR一电流调节器:
C
交流传动技术
通时间(占空比),即改变斩波器的输出电压大小,就可改变电动机的转速。电抗器LI起滤
波作用.抑制转子电流脉动,减少定子电流高次谐波分量。二极管D起隔离作用。电容C 与电抗器一起组成缓冲网络,C起能量缓冲作用。当IGBT关断时,C储能,IGBT导通 时,c向有源逆变器放电。电抗器L2的作用是维持有源逆变器UI电流的连续。当电容器
电力电子新器件及其应用技术.国防工业出版社 电气传动,1995(3)
用IGBT斩波器的串级调速系统
作者: 作者单位: 贾俊林, 屈维谦 贾俊林(工业大学), 屈维谦(北方调速有限公司)
基于IGBT的固态脉冲调制器设计

(. e ate tf l t nc n I om t nE gnei , aaAeoa ta ad s o at a U i rt, at/2 4 0 , 1D p r n oEe r ia d n r ai n i r g N vl rnui ln A t nui l n esy Y n m co f o e n e r c v i a 60 1 C i ; e a m no Tann 。 aaAe nuiaad t nui l n e i , at 6 0 1 C i ; . eat n o hn 2D p r t f r i N vl r a t l n Aso at a i rt Y na 4 0 , hn 3D p r t f a t e i g o c r e U v sy /2 a e m
了所 设 计 的 固 态 调 制 器 可 以工 程 化 的 结 论 。
关 键 词 :氢 闸流 管 ; G T;固 态脉 冲调 制 器 ; i l k IB Smui n 中图分类号 : N 5. T 97 3 文献标识码 : A 文 章 编 号 :17 — 2 6 2 1 )9 0 1— 4 6 4 6 3 (0 10 — 0 2 0
S i ic eerh N aA rn ni ln A t nui l nvri , a t 6 0 1 C ia c nf R sac . a l eoa c a d s o at a U i sy Y na 24 0 , n ) e t v t a r c e t i h
Abta t B cueo en e bet o s ut n iw s ed dt pe e t o ds t t nfr ai nat eo src : eas fh edo s jc cnt ci ,t a e e i lm n sl -te r s m t no p f t f u r o n om a i a a o o y
技术分享:基于IGBT的固态脉冲调制器设计与实现

技术分享:基于IGBT的固态脉冲调制器设计与实现
在雷达发射机脉冲调制器中,广泛采用的是电真空管作为开关管。
这种结构的脉冲调制器具有配套技术复杂、造价高、使用寿命短等缺点,尤其是其不适用于大功率、高重复频率等工作场合的缺陷,使其已经远远不能满足现代雷达的复杂信号处理的需求。
随着电力电子技术的快速发展,新型功率开关器件IGBT(绝缘栅双极晶体管)迅速占领了市场,满足了人们把大功率、超高频率开关元件实现固态化的期望,有着完全取代电真空管的趋势。
这也为在雷达发射机脉冲调制器中采用IGBT作为开关管以替代电真空管奠定了理论和实践基础。
1 脉冲调制器的结构
根据脉冲调制器的任务,它基本由下列3部分组成:电源部分、能量储存部分、脉冲形成部分。
其结构如图1所示。
电源部分的作用是把初级电源(例如市电)变换成符合要求的直流电源。
直流电源包括低压电源和高压电源两种,低压电源供给调制脉冲预处理电路使用,高压电源供给调制脉冲形成电路使用。
能量储存部分的作用是为了降低对于电源部分的高峰值功率要求。
因为脉冲调制器是在短促的脉冲期间给射频发生器提能量的,而在较长的脉冲间歇期间停止工作,因此为了有效地利用电源功率,可以采用储能元件在脉冲间歇期间把电源送来的能量储存起来,等到脉冲期间再把储存的能量放出,交给射频发生器。
常用的储能元件有电容器和人工线(或称仿真线)。
脉冲形成部分是利用一个开关,控制储能元件对负载(射频发生器)放电,以提供电压、功率、脉冲宽度及脉冲波形等都满足要求的视频脉冲。
常用的。
一种27kV/7AIGBT串联刚性调制器的设计与实现

,
脉冲驱动放大与保护单元原理图如图 3 所示。调
制 器工 作 的实 际 脉 冲宽 度 是 由定 时器 送 来 的 “ 始 ” 起 触发 脉 冲 和 “ 尾 ” 发 脉 冲 的 时差 决定 的 。浮 源 保 截 触
制, 当高 压 电源 的输 出低 于设 定 值 ( 止 发 射 管 中 电 防 子束 散焦 打 到慢波 线 上 ) 有 “ 源 ” 障 时 , 起 始 ” 或 浮 故 “ 信号 被关 断 , 发射 管 的阴极 加不 上脉 冲 电压 , 以保 护 发 射 管 。同 时 ,浮 源” 护 电路 还 将 浮 源故 障信 号 送 至 “ 保 发 射机 控 保 单 元 , 切 断 高 压 电 源 的 供 电 。 当 “ 以 起 始 ” “ 尾 ” 号 正 常 , 且 浮 源 和 负 高 压 采 样 正 常 、截 信 并
o e mo u a o i u s d T e k y tc n lg d p e o i lme tt e mo u ao sa a y e n ft d l tr ds s e . h e e h oo y a o td t mpe n h d l tr i n z d i h c l
u igI sn GBT s re e h o o y e i s t c n lg
ZHU n. i . S C N ni 1 0 3 N .2 e ac I tue fC I , aj g2 0 0 ) e hni n
只 IB G T开关 管 承 担 的 电压 基 本 相 同 , 须 采 用 均 压 必 图 3 脉 冲形 成 与保 护单元 原 理 图 1 2 2 高 电位 脉 冲 隔 离变压 器 ..
一种27kV/7AIGBT串联刚性调制器的设计与实现

一种27kV/7AIGBT串联刚性调制器的设计与实现朱新霞;张宇【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2012(032)002【摘要】介绍了一种采用IGBT串联技术实现某行波管27kV/7A大功率刚性调制器的设计方法,给出了主电路的拓扑结构,阐述了调制器工作原理,详细分析了实现该调制器的关键技术,并给出了采用该方案实现调制器的试验结果。
%A27kV/7A high-power rigid modulator for a TWT transmitter is designed through the IGBT series technology with the topological structure of the main circuit given and the working principle of the modulator discussed. The key technology adopted to implement the modulator is analyzed in detail with the test results given.【总页数】4页(P43-46)【作者】朱新霞;张宇【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京210003;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN837【相关文献】1.一种新的GMSK调制器的设计与实现方法 [J], 陈敬乔;尚春杰;王力男;王莉静2.一种S频段调制器中频单元的设计与实现 [J], 苏鹏;张中海;高升3.一种低带外辐射高可靠星载调制器的设计与实现 [J], 宋宝相;赵俊艺;张伟;何兵哲;赵国顺4.一种宽带扩频信号数字调制器的设计与实现 [J], 王丽韫5.一种数字矢量调制器设计与实现 [J], 牛伟;方鑫;叶峰;欧亚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
刍议调制器IGBT的高压大脉冲技术研讨

刍议调制器IGBT的高压大脉冲技术研讨摘要:现在的雷达发射机设计中还广泛应用电子管作为微波放大管,微波放大管工作时通常需要十几千伏到几十千伏的电压。
在某些使用行波管或速调管作为微波放大管的发射机中,往往需要阴极脉冲电压的脉冲宽度从几十微秒到几秒、几十秒的超大脉宽电压。
这种阴极高压调制器运用以往的脉冲变压器升压,由于微波管阴极电压的脉宽跨度比较大,脉冲变压器的设计比较困难,不具有工程使用的价值。
本文论述了一种新颖的超高压、大脉宽固态刚性调制器的设计,可以完全满足上述微波管的波形要求,同时这种调制器设计可以完全适应无限脉宽的阴极高压,具有体积小,成本低、调试方便,便于工程实现的优点,具有很宽广的使用空间。
关键词:调制器;IGBT;高压;大脉冲技术高压功率脉冲技术在工业、军事、环境保护等许多领域都有着广泛的应用。
固体脉冲调制器是通过开关器件获得瞬间的大功率高压脉冲波形,因此开关器件的性能直接影响着固态脉冲调制器的输出信号脉宽、功率、瞬态等特性。
1全固态刚性阴极调制器的功能说明全固态刚性阴极调制器在发射机中的功能位置如图1所示。
全固态刚性阴极调制器受外同步信号控制,把高压电源的直流高压斩波成微波管所需的调制高压,加到微波管上面,微波管输出系统所需的微波功率。
限流电阻主要作用是保护调制器的开关管IGBT,确保IGBT不会因为过流而造成损坏。
这种调制器特点如图所示:悬浮在高电位上,需要解决耐压问题;电路简图已经说明这种固态调制器会做的体积小巧,利于工程应用。
重点问题是解决调制开关管IGBT的串联、散热及均压等一系列问题。
2全固态刚性阴极调制器的设计分析2.1调制器技术指标及原理框图通常在微波管选型及发射机总体方案中,需要确定调制器的参数。
本文所论述的方案中调制器采用刚管调制器,可以支持雷达多种发射脉冲宽度,刚管调制器的关断只受外部同步信号控制。
此种新型发射机调制器的技术指标说明如下:①耐压大于40KV;②脉冲电流20A;③调制脉宽10μs至无限;此类调制器原理框图,见图2所示。
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2 氢 闸 流 管 开 关 调 制 器 的 工 作 过 程 及特 点
2 1 结 构组成 .
率 只有 6 %~ 7 %[ 。另 外 , 氢闸 流管 真 空 度变 差 O O 1 ] 在 的情况 下 可能 会 出现 打火 等 现 象 , 采用 这 种 技 术 的发
射 机体 积 大 、 重量 重 、 率差 、 命 短 、 靠性 低 , 效 寿 可 己成
R EN e- l n D - o g
( l g fElcrc lE g n e i g a d Au o a in, r i ie st fTe h oo y, r i Co l e o e tia n ie rn n t m to Ha b n Un v r iy o c n lg Ha e b n e 1 0 0 , ia 5 0 1 Ch n )
为严 重制 约雷达 性 能的 因素之一 。 随着 电力 电子技术 的 发展和 功率 开关 器件 的不 断
涌现 , 别 是 8 特 O年 代 绝 缘 栅 双 极 晶体 管 I T 的 出 GB 现, 使得 采用 固体 开关 管 做 成较 大 功率 的调 制 器成 为
可能 。I T 是 M0S与 B T 的复合 型功 率 器件 , 着 GB J 有 开关 速度 快 、 压高 、 耐 开关 功率大 、 压 降小等 特点 。 管 同
器形 成 的调制 脉 冲 宽度 受 I T 驱 动脉 冲 的控 制 , GB 故 可省 去脉 冲形成 网络 (q 线 ) t真 。这 种调制 器 将具有 效 率高、 积小、 量轻、 体 重 可靠 性 高 的特 点 且 不存 在 氢 闸
流 管 的寿命 问题 。但 由于 I T 单个 器件 的耐 压等 级 GB 较低 , 应用 受到 局限 , 必须 研究 I B 的 串联 运行 。 故 G T
调 制 器 中应 用 的 可 行 性 。
关键词 : T 串联 技术 ; 冲调制 器 ; I GB 脉 氢闸流 管 中图分 类号 : TN7 6 文献标 识 码 : B
App ia i n o GBT re c ni u n Ra a le M o ult r lc to fI Se is Te h q e i d rPu s d ao s
A b t a t Th p r tn r c s n h r c eit fa r d rp le mo u ao fa h d o e y a r n s t h s r c : eo ea ig p o e sa d c a a trsi o a a u s d lt r o y r g n t r to wic c
b l y o e is I i t f re GBT n t e r d rp l e mo u a o s s p o e . i s i h a a u s d l t ru e i r v d
Ke o d I y w r s:GBT e istc nq e p lemo u ao ; y r g n t y a r n s re e h iu ; us d lt r h d o e h r to
关 并采用 脉冲变 压器 进行 升压 。氢 闸流管 开关 的调制
器 电路较 为复杂 , 需要 灯丝 电压 、 预调 器等 辅助 电源 电
路, 并靠 仿 真线 的放 电形 成调 制 脉 冲 , 冲宽 度 固定 , 脉 且前后 沿不 够陡直 , 波形 质 量差 。 闸流管 的灯 丝功率 氢
损耗 较大 , 导通 时 管 压 降大 , 率 低 , 且 效 整个 调 制器 效
摘 要 : 绍 了氢闸流 管 开 关雷 达 脉冲调 制器 的工作 过 程 和特 点 , 出了串联 I T 新型调 制 器 的技 术 方 案 , 介 给 GB 并
对 I T 的驱 动保 护和 串联运 行 电压 失衡 原 因进行 了分 析 , 出 了电压均衡 方 法 , 明 了串联 I B 在雷 达 脉 冲 GB 给 证 G T
ha e b e nt o uc d. t c nia c e fa n w — t e mo ul t ro e is I v e n i r d e A e Байду номын сангаас c ls h me o e yp ud a o fs re GBT s g v n. i i e The c u e o o t a s fv l— a e un l n e f GBT i e a e is op r to s a l z d. g ba a c or I drv nd s re e a in i na y e The v la e ba a c t od i v n. e f a i o t g l n e me h sgi e Th e s—
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《 气开 关  ̄ 2 0 . . ) 电 ( 0 7 No 6
文章编 号 :04 29 2 0)6 0 6 4 10 - 8X(0 70 —0 4 —0
I B 串联 技 术 在 雷 达 脉 冲 调制 器 中 的应 用 G T
任 德 龙 ( 尔滨 工 业 大 学 电 气工 程及 自动化 学 院 , 龙江 哈 尔滨 1 0 0 哈 黑 5 0 1)
1 引言
单 级振 荡式雷 达发 射机 的脉 冲调制 器是 发射 机 的 核 心部 分 , 直接 关系 到发射 机 的性能 。 长期 以来 由于器
件 的原 因 , 冲调制 器 一 直使 用 氢 闸流 管 作 为放 电开 脉
时, 由于 I B 属 全控 型器 件 , GT 采用 I T 开关 的调制 GB