摘要：加法器式固态调制器是一种使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)控制储能电容放电来产生脉冲高压的装置,相比传输线型调制器,具有模块化、稳定性好、寿命长等优势。但IGBT的正常工作需要利用栅极驱动电路将控制信号进行放大才能实现,驱动电路的性能直接影响IGBT的开关特性,最终影响脉冲电压质量,尤其是驱动电路的导通抖动指标,这是影响脉冲电压精度的关键因素之一。根据加法器式固态调制器中IGBT的工作特性,以提高脉冲电压精度为目标,对驱动电路进行研究。分析了开关抖动对输出电压精度的影响,介绍了设计原理,研制了驱动电路板,并利用放电模块对其工作性能进行了实验测试。测试结果表明,该款驱动电路的导通抖动为300 ps,相比1 ns的商用驱动电路抖动压缩至1/3,在1 kV充电电压下,放电模块在0.5Ω的负载上放电,形成上升时间为500 ns、导通抖动峰、峰值在5 ns以下的脉冲电压,当发生退饱和故障时,驱动电路能够在4μs时间内关断IGBT,该款驱动电路满足高精度固态调制器的工作要求。

摘要：利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲,采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构,包括快速时钟信号产生、功率驱动电路设计、感应叠加式阵列结构。样机获得了底宽为100 ns、重复频率20 kHz、峰值电流60 A、峰值电压2 kV的功率脉冲。

摘要：Marx固态脉冲调制器是根据Marx发生器的原理并以绝缘栅双极晶体管(IGBT)固态开关作为开关元件而设计的脉冲调制器。其低成本、高可靠性、小体积等优点可以很好地满足国际直线对撞机(ILC)对脉冲调制器提出的要求。介绍了Marx调制器单元样机主要部件包括IGBT串联高压开关组件、储能电容器、串联高压充电电源以及控制系统样机的研制。Marx调制器单元完成了12 kV高压试验,各部件达到设计指标,为单元的模块化生产和多单元的叠加试验提供可靠的数据和保障。

摘要：设计了大功率固态调制器的新型固态脉冲开关模块。通过分析电力电子仿真软件Saber中绝缘栅双极晶体管(IGBT)物理模型的概念和等效电路,结合实验数据建立了IXDH20N120型IGBT的模型,研究了Saber环境下,不同参数条件和拓扑结构对调制器电路输出特性的影响。仿真结果表明:动态均压网络在有效地保护开关的同时,可以减少IGBT的开关损耗;电路中器件离散性与系统分布参数会造成调制器输出波形质量下降,效率降低。并对调制器在负载打火情况下,因严重不均流而损坏器件故障的机理作了分析,实验证明仿真结果和分析与实际相符。

摘要：简述固态调制器的组成原理和设计难点,以20 kV/50 A的固态调制器为例,给出了该调制器的实验数据。结合具体项目,详细论述了该调制器用于多注速调管发射机的试验结果以及该系统的测试波形,肯定了固态调制器在工程上的应用价值。

摘要：为提高脉冲调制器的可靠性,设计了基于大功率绝缘栅双极性晶体管模块为开关的大功率固态调制器系统。调制器采用加法器结构,设计输出脉冲功率160 mW,脉冲电压80 kV,脉冲电流2 kA。详细介绍了大功率调制器的电路拓扑和系统参数,重点阐述了大功率调制器的组件电路。介绍了绝缘栅双极性晶体管的驱动电路,给出了组件的输出波形,进行了调制器组件负载打火实验,给出了实验结果,证实组件保护电路可行。介绍了调制器的系统结构,分析了影响调制器输出波形的关键因素,给出了调制器的实验结果,并模拟了调制器负载过流情况,验证了调制器过流保护电路的可靠性。实验结果表明,调制器系统满足设计要求。

摘要：固态调制器广泛用于高能物理研究、电子激光、军事、食品加工、气象预报、医疗等领域。介绍了一种以IGBT为开关管的全固态调制器,前级采用IGBT并联技术,后级采用高变比低阻抗脉冲变压器升压。脉冲变压器采用分裂式铁芯和锥形骨架技术,大幅降低脉冲漏感改善脉冲输出波形。分析了脉冲变压器分布参数对输出波形的影响,通过仿真验证技术指标方案可实现性,设计出了满足波形指标要求的320KV全固态分裂式脉冲变压器工程样机。

摘要：为克服以真空电子管作为脉冲开关的传统调制器的缺点,介绍了一种以半导体器件作为脉冲开关的全固态高压脉冲调制器的设计工作。该调制器用于取代传统调制器来驱动速调管,输出脉冲功率180 kW(15 kV,12A)。分析了它的串联开关拓扑结构后讨论了开关器件的工艺和参数选择、均压网络对系统暂态和稳态能量的控制I、GBT驱动电路高压隔离与精确同步的解决方案以及系统控制策略的实现等关键技术。还开展了模拟打火条件下的快速过流保护试验并给出了试验波形。利用SABER软件对调制器电路的仿真和与实际测试波形的对比结果证明:这种固态调制器能够可靠工作。

摘要：介绍了目前国际高能粒子加速器领域中大功率固态高压脉冲调制器的发展状况,讨论了串联开关型和感应叠加型两种技术路线的特点,后者因输入电压低、变压器采用同轴结构等原因有一定的优越性。建立了单元电路的简化模型,仿真显示减少单元电路漏感是实现快速脉冲的关键。该路线涉及大功率IGBT快速驱动技术、同轴磁芯设计等其它关键技术。最后给出了一台34 MW速调管的调制器设计方案和单元电路输出波形。

摘要：为了满足自由电子激光装置对于直线加速器微波功率源更新更高的性能指标,设计了基于绝缘栅双极性晶体管(IGBT)模块为开关的大功率固态调制器系统。调制器采用感应叠加拓扑结构,设计输出峰值脉冲功率13 MW,脉冲电压130 kV,脉冲电流100 A。详细介绍了大功率调制器的单元电路以及单元模块中关键的辅助电路,包括开关管的保护电路、阻尼吸收回路、去磁电路和补偿电路。利用软件对调制器系统进行模拟仿真,并对可能出现的模块差异性进行比较。结果表明,感应叠加型固态脉冲调制器技术是可行的。