基于IGBT的固态脉冲调制器设计
igbt的固态高压脉冲电源的设计原理
IGBT的固态高压脉冲电源的设计原理由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用，其中高压脉冲电源是系统的核心组成部分。
为了获取高重复频率、陡前沿高压脉冲电源，文中提出了一种基于IGBT的高压脉冲电源，系统主要由高压直流充电电源和脉冲形成电路两部分组成，由DSP作为主控制芯片，控制IGBT的触发和实现软开关技术，并用仿真软件PSIM对高压脉冲电源进行仿真分析，验证了设计思想的正确性。
由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用。
比如说高能量物理、粒子加速器、金属材料的加工处理、食品的杀菌消毒、环境的除尘除菌等方面，都需要这样一种脉冲能量--可靠、高能量、脉宽和频率可调、双极性、平顶的电压波形。
无论将此高功率脉冲电源用于何种用途，高压脉冲电源均是其设计的核心部分。
传统的高功率脉冲电源一般采用工频变压器升压，然后采用磁压缩开关或者旋转火花隙来获取高压脉冲，因而大都比较笨重，且获得的脉冲频率范围有限，其重复频率难以调节，脉冲波形易变化，可靠性较低，控制较困难，成本较高。
文中采用固态电器--IGBT来获取高压脉冲波形。
将IGBT 作为获取高压脉冲的电子开关，利用IGBT构成LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲电源的充电电源，同时利用IGBT构成全桥组成脉冲形成电路，输出双极性高压脉冲波形。
文中给出了系统结构、系统各个部分功能说明，通过仿真电力电子仿真软件PSIM对LCC充电过程和脉冲形成电路进行仿真分析。
1 高压脉冲电源系统结构1.1 高压脉冲电源的拓扑结构高压脉冲电源常用的主电路拓扑可以归纳为两类：电容充放电式和高压直流开关电源加脉冲生成的两级式两种。
电容充放电式是通过长时间充电、瞬间放电，即通过控制充放电的时间比例，达到能量压缩、输出高压大功率脉冲的目的。
优点是可以输出的脉冲功率和电压等级较高，脉冲上升沿较陡;但是，输出脉冲的精度难以控制，而且重复频率低，因而应用范围比较有限，主要应用在核电磁物理研究、烟气除尘、污水处理、液体杀菌等场合。
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
全固态Marx脉冲调制器设计
Chinese Physics C(HEP&NP)Vol.32, ,Mar.,2008Marx *1)( 100049)Marx IGBT Marx , . Marx , IGBT , , . Marx , .Marx IGBT1(ILC) (BCD), ILC 710 L-band , 10MW , 120kV,140A, 1.6ms 5Hz[1].ILC BCD , 1.6m s , , , , , , [2]. Marx BCD , ILC [3].2Marx, (PCB) IGBT. Marx PCB IGBT, Marx [4]. , Marx (SCDU) , SCDU , SCDU , . Marx . Marx 1.1 Marx3 MarxMarx , SCDU,SCDU .318Chinese Physics C(HEP&NP)Vol.32Marx 319(References)1International Linear Collider,Base Line Configu-Ration, Main Linac2Cassel R L.A Solid State High Voltage Pulse Modulator Which is Compact and Without OIL or a Pulse Trans-former.Stangenes Industries.I052East Meadow Circle, Pa10Alto,CA,USA 3Leyh G E.The ILC Marx Modulator Development Pro-gram at SLAC,Stanford Linear Accelerator Center,Stan-ford University,Stanford,CA94309,USA4Nam S H,Suh J H,Kim S C et al.Development of a Gen-eral Purpose Power System Control Board,PAL,Pohang, KyungBuk,Korea5Kaesler W.A Long-Pulse Modulator for the Tesla Test Facility(TTF),Puls-Plasmatechnik GmbH,Feldstr.56,D-44141Dortmund,GermanyDesign of the Solid State Marx Modulator*CHI Yun-Long1)HE Da-Yong PEI Guo-Xi(Institute of High Energy Physics,CAS,Beijing100049,China)Abstract The design of the Marx Modulator is based on oil-free,air-cooled,and capable of delivering120kV,140A, 1600usec pulses at a rate of5Hz.The Marx modulator design employs a stack of sixteen12kV Marx modules that generate high-voltage output pulses directly from a12kV input supply voltage.This direct switching eliminates the requirement for a massive transformer reduces the capacitor bank size by more than a factor of four,yielding a consid-erably cheaper and more compact mechanical solution.Advantages of the ILC Marx design include higher efficiency, smaller physical size,and a modular architecture that provides greater reliability and cost-effective PC board-level integration.Key words pulse modulator,Marx generator,IGBT。
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
基于调制器IGBT的高压大脉冲技术
基于调 制器 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ的高压大脉 冲技 术
文／ 袁昊 张康益 徐策 陈克尧
本文 介 绍 了一种 高压 、大脉 冲全 固态 刚性调 制 器的 方案 和原 理。 采用 Ｎ个绝 缘栅 双极 型 晶体 管 （ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ）串联 作 为开 关管 ，优 点 是 可 以 实 现 任 意 脉 宽 的 调 制 器 输 出，对调 制 器设 计 中的关键 难 点和 解 决方 法进 行 了讨 论。 考虑 到调 制 器输 出脉 宽的任 意 性， 电 路 方 案采 用推 挽 式 高频振 荡工作 方式 ，避免 了变压 器设 计 上 的不 便， 并对 高压 隔离、 驱动 高压选取 、 驱 动 波形 一致 性 等 问题进 行 了分 析 ，通 过 分析 和 充分 论证 ，肯定 了该 类型 调 制器 方案设 计 的 可行
的设计和平时实验数据 的积累，可以进行此类 新型调制器 的设计工作 。典型人 工线 调制器 已 经根本无法满足要求 ，首先排 除。采 用刚性调 制器加脉冲变压器升压 的方式，可以降低调制 开关的设计难度 ，但是输 出波 形受制 于脉冲变 压器 的设计 ，只能应用于波形变 化范围不大的 场合 （ 一般几百微妙 ），对于调 制脉 宽跨度如 此大 （ 秒级 ）的调制器 ，脉冲变 压器 根本无法 实现， 已经不具备工程使用价值 。 采用调制开关 管 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ串联工作 的全固态 阴极调制器方案 ，具有很大 的挑 战性。这种方 案 可 以完 全 满 足 调 制 器 的指 标 需 求 ， 它 的 最 大 优势就是调制器采用脉冲 叠加 的方式，可以完 全满 足 ｌ ｏ ｐ ｓ以 上 的 任 意 脉 宽 ， 只 要 子 脉 冲 的 脉宽足够窄 ，重复频率足够高 就可以了。这种 思路最大的优点就是把 需要用脉冲变压器 的地 方变为推挽工作，解决铁芯饱和 问题 。 在这 个 阴极 调制器 方 案的 设计 中，课 题 组先后攻关解决高压隔离 问题 、耐压 问题，驱 动脉冲一致性保证 问题 ，合成脉冲前后沿抖 动 问题 、均压 问题等一系列 问题 ，最终完整地 论 述了一款低成本、高可靠性 、体积小巧 ，完全 满足指标要 求的全固态刚性调制器。
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 ．．
用于 10kV IGBT 固体开关的脉冲变压器设计
第3卷第1期 信息与电子工程Vo1．3，No．1 2005年3月 INFORMATION AND ELECTRONIC ENGINEERING Mar．，2005用于10kV IGBT固体开关的脉冲变压器设计甘孔银，黎明，金晓，卢和平（中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川绵阳 621900）摘要：为了设计IGBT固体开关的脉冲变压器，需要解决输出一致性和绝缘问题。
通过选取具有优异高频性能的磁芯、均匀绕组和相同外电路来实现输出一致性；采用Ansoft Maxwell 3D来模拟了脉冲变压器电势电场分布，然后根据模拟结果采取相应的绝缘措施。
实验结果表明：脉冲变压器的输出一致性很好，也没有电压击穿现象，由此说明脉冲变压器设计基本满足IGBT固体开关需要。
关键词：电子技术；脉冲变压器；磁芯；IGBT固体开关；输出一致性；绝缘中图分类号：TM417 文献标识码：A 文章编号：1672-2892(2005)01-0063-03Design of Pulse Transformer for 10KV IGBT Solid SwitchGAN Kong-yin，LI Ming，JIN Xiao，LU He-ping（Institute of Applied Electronics，CAEP，Mianyang 621900，China）Abstract: During the design of pulse transformer used in IGBT solid switch，there are problems of output-consistence and insulation to be resolved．The output-consistence can be carried out through selection of magnetic cores withexcellent high frequency performance，uniform windings and outside circuits．In our researches，the Ansoft Maxwell 3Dis used to simulate the electric field distribution of the pulse transformer，and then a corresponding measure is adopted tosolve the problem of insulation．The experimental result shows that output consistence is very satisfactory，and novoltage-breakdown is appeared．The conclusion is that the pulse transformer design can satisfy the demand of IGBTsolid switch．Key words: electric engineering；pulse transformer；magnetic cores；IGBT solid switch；output-consistence；insulation1 引言由于高重复频率固体开关在加速器、雷达发射机、高功率微波和污染控制等领域存在的潜在优势，美国、英国、日本和韩国等都对固体开关技术进行了大量研究，从而成为近年脉冲功率界研究的重点[1]。
串联叠加式固态脉冲调制器的设计
高
压
电 源
ＶＩ
＿ ｌ 塑 委 ． ｊ ＿ ．． …一 …～
图 １ 串 联 叠 加式 固 态 川 管 脉 冲 调制 器原 碑 罔
直接 串联 叠 加 ， 种 拓 扑 结 构 的 调 制 器 脉 宽 不 受 这
脉 冲 变 压 器 磁 芯 幅 秒 数 限 制 ， 有 较 宽 的 脉 宽 变 具
制 器 ， 输 出脉 宽 可 瞬 时 变 化 。 其
收稿 日期 ： ０ ００ ４ 修 同 日期 ：２ ｌ ｌ７２ ２ １ ６２ ； ０ （０ Ｏ Ｊ
目前 ， 用 固 态 器件 进 行 串并 组 合 应 用 的 刚 利 管脉 冲凋 制 器 主 要 有 两种 形 式 ， 种 是 开 关 直 接 一 串联 形式 ， 另一种 是加 法器叠 加 的形式 。
１ 引 言
脉 冲调制器 主要 用 于 以脉 冲方 式 工作 的雷 达
发射 机或 电子 加 速 器 的 微波 源 上 ， 主 要 形 式 有 其
器 ， 调制器 使 用 了 Ｉ １ １ ０ ｖ／ ｏ 作 为调 该 ＧＢ Ｔ（ ２ ０ ３ ｏ Ａ）
线性 脉 冲调制器 、 管脉 冲 调 制器 和 栅极 调 制 器 ， 刚
，
～ 嘶 ～ 一 一一 一
随着大 功 率 半 导 体 开 关 器 件 水 平 的迅 速 发 展 ， 别是绝 缘 栅双 极 晶 体 管 Ｉ Ｔ 的出现 ， 特 ＧＢ 使得 采 用 固态 开关 管 做较 大 功 率 的 调制 器 成 为 可 能 。
本 文 介 绍 了 新 研 制 的 某 气 象 雷 达 发 射 机 的 调 制
特 点 。设 计 了基 于 Ｉ Ｂ Ｉ的 串联 叠 加 式 固态 刚 管脉 冲调 制 器 ， 制 器通 过 充 电 电源 变 压 器 实现 电位 隔 离 ， Ｇ ＇ 、 调 采
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。
硅基马赫曾德电光调制设计优化与实现
硅基马赫曾德电光调制设计优化与实现作者：周林杰周砚扬陆梁军来源：《中兴通讯技术》2017年第05期摘要：对单端推挽驱动硅基调制器进行了优化设计和实验验证。
为了获得较高的调制器性能，首先对PN结的结构参数和掺杂浓度进行了仿真优化，以提高调制效率并降低光传输损耗；其次，对行波电极的阻抗匹配、相位匹配和微波损耗予以了研究，重点分析了低掺杂平板区宽度、行波电极传输线宽度（TWE）和间距对调制性能的影响。
在理论分析和仿真计算的基础上，对单端推挽驱动调制器进行了频谱测试、小信号响应测试和高速调制码型测试。
调制器的片上插入损耗在7～9 dB，半波电压约为5 V。
偏置电压为0 V时，优化后的调制器的带宽大于18 GHz，入射端反射系数低于-20 dB，行波电极具有较好的阻抗匹配。
当反偏电压大于4 V时，调制器的带宽可增加到30 GHz以上，并且能实现56 Gbit/s的二进制强度（OOK）调制和40 Gbit/s的二进制相移键控（BPSK）调制。
关键词：电光调制器；硅基光电子；高速收发模块；光电子器件Abstract： In this paper， the design optimization and experimental demonstration of single-drive push-pull silicon electro-optic modulators are presented. In order to improve the modulation efficiency and lower the optical propagation loss， the PN junction profile and doping concentrations are firstly optimized. Next， the impedance match， phase match and microwave loss are studied，and in particular， the influence of low-doping slab width， travelling-wave electrode （TWE）width and spacing on the modulator performance are analyzed. Following the comprehensive theoretical analysis and numerical simulation， the modulator performance measurements，including the optical transmission spectrum upon single-drive push-pull tuning， small-signal microwave signal response， and high-speed digital signal modulation are consequently carried out. The on-chip insertion loss of the modulators is around 7-9 dB and the half-wave voltage is 5 V. At a bias voltage of 0 V， the optimized modulator has a modulation bandwidth of >18 GHz. The microwave reflectivity at the entrance of the TWE is less than -20 dB， suggesting good impedance match. When the reverse bias voltage is increased to 4 V， the modulation bandwidth can exceed 30 GHz， allowing for realization of 56 Gbit/s on-off keying （OOK） and 40 Gbit/s binary phase-shift keying （BPSK） modulations.Key words： electro-optic modulator； silicon photonics； high-speed transceiver；optoelectronic devices硅基电光调制器由于其综合性能出众，吸引了全球各高校、研究所和企业的持续关注。
采用FPGA控制的IGBT串联高压调制器的研制_陈文光
高电压技术 第36卷第11期2010年11月30日H igh Voltage En gineering,Vol.36,No.11,November 30,2010采用FPGA 控制的IGBT 串联高压调制器的研制陈文光1,2,饶 军2,饶益花1,王明伟2(1.南华大学电气工程学院,衡阳421001;2.核工业西南物理研究院,成都610041)摘 要:高压调制器在脉冲功率技术中有很重要的作用,而IG BT 串联是固态调制器技术发展的趋势。
电路分布参数及各单元电路参数的差别制约可靠性,严重时将造成IG BT 在开通、关断过程中集射极间的电压超过额定值而遭损坏。
为此,在新的R CD 动态均压电路的基础上,利用FP GA 和V HDL 设计了IGBT 驱动信号分配电路,实现了串联IGBT 各单元精确延时开通与关断控制、逻辑综合保护,并结合驱动电路完成了缺电、过流、过压保护等。
工程上结合中国环流二号装置N BI 抑制极电源要求,设计了12kV /20A 的调制器。
实验结果表明,该方法是一种有效的主动式动态均压方法,能为更高电压、电流等级的固态调制器设计提供好的参考与工程应用基础。
关键词:高电压;调制器;IGBT 串联;动态均压;现场可编程逻辑器件;现场可编程门阵列(F PG A)中图分类号:T L62-9.1;T M 834文献标志码:A 文章编号:1003-6520(2010)11-2827-06基金资助项目:国家核能开发项目(H 6600003)。
Project Su pported by National Nuclear En ergy Development Project of China (H 6600003).Development of the IGBT Series High -voltage Modulator Using FPGA ControlledCH EN Wen -g uang 1,2,RAO Jun 2,RAO Y-i hua 1,WAN G Ming -w ei 2(1.School of Electrical Eng ineer ing,U niversity of South China,H engy ang 421001,China;2.Southw estern Institute of Phy sics,Cheng du 610041,China)Abstract:High -vo ltag e mo dulator pla ys an impor tant r ole in pulsed po wer techno lo gy ,and the development tr end o f the so lid -state modulator is IGBT in series co nnection.Based on new RCD dynamic voltage -sharing cir cuits,field -pr og rammable gate ar ray (F PG A)device and har dw are description lang uage wer e used to design the driv e sig nal dis -tr ibution cir cuit,so as to r ealize each unit pr ecision delay contro l in the process of sw itch -on and sw it ch -off and to realize the lo gic synthesized pro tection.M eanwhile,the pr otectio n functio n of lack o f DC supply,o ver -curr ent and o -v er -v olt age are co mbined and completed wit h the dr ive circuit.A modulato r with the rated blocking vo ltag e 12kV /20A is achieved fo r NBI decelerat ion g r id pow er supply on H L -2A t okomak.T he ex per imental results show t hat the met ho d is effectiv e in act ive dynamic vo ltag e -shar ing,and it can pr ov ide a go od r efer ence and basis for eng ineering applicat ions in higher v oltage and cur rent level of solid -st ate modulator.Key words:high -vo ltag e;modulato r;IG BT in series connectio n;dy namic vo ltag e -shar ing;field -prog rammable log ic device;field -pro gr ammable gate ar ray (F PGA )0 引言高电压调制器是脉冲功率装置中很重要的部分,经常应用在加速器物理、核聚变物理、大功率毫米波雷达、环境、材料等诸多领域。
180kW全固态高压脉冲调制器的设计
止速调管打火时 C 能量过大而损坏管子或设备, 同
时为减小脉冲前、后沿振铃和顶部波动, C 值尽量取 小。故 C 取值 2 F 。
1. 3 调制脉冲开关器件
目前可供选择的半导体开关有: 绝缘栅双极晶
体管( IGBT ) 、集成门极换相晶闸管( IGCT ) 、电力场 效应晶体管( M OSFET ) 等。综合考虑器件 的工作
2. Gr aduat e Schoo l of Chinese Academy o f Sciences, Beijing 100039, China)
Abstract: T his paper describes a prot oty pe modulato r w ith so lid state sw it ch. It is dedicated to r eplace conventio nal electro nic sw itching tube modulator with low efficiency and complex aux iliary circuits. T he mo dulator pr ov ides 180 kW pow er ( 15 kV , 12A ) , 10~ 50 s pulses to drive high po wer K lystro n. F ir st ly , the series swit ch topolog y is an alyzed. T hen key co mpo nent pulse sw itch and its par ameters ar e discussed. Because o f hig h operation v olt age and low curr ent fall t ime, IGBT s o f non punch thro ug h ( NP T ) pr oduction techno lo gy have adv antag es o ver ot her cho ice. V oltage balance and snubber net wo rk is also studied. Resisto r, capacitor and diode play differ ent r oles in co nt rolling and absor bing tr ansient and steady state energ y on IG BT s. Sw itch driver synchr onous cir cuit s are presen ted. A g ilent H FBR 0400 series tr ansmitter / r eceiver and o pt ical fibers ar e applied to tr ansfer dr ive sig na l for IGBT s on float ing vo ltag e. Except small delay time and distor tion, this method so lves the pro blem o f signal electr ical iso la tion. Ano ther v ery impor tant part of modulato r, contro l and pr otectio n system, is int roduced to o. SIEM EN S S7 200 PL C is used to r ealize interlock co nt rol. A ll ana log ue mo nitor sig nals are conver ted into dig ital sig nals befo re prov i ding to the contr oller. Dur ing r unning, PL C continuously mo nitor s all static, dynamic and tr igg er inter locks and co mmunicates w ith remote super vision comput er. H igh f requency passive curr ent transfor mer and o ptic sensor ar e insta lled to detect arc and o ver current, w hich are main reasons o f K lystro n damage. A rc rapid pr otectio n test is co nducted and w avefor m is presented, the solid st at e sw itch opens in less than 2 s . It is indicated t hat so lid state modulator no lo ng er needs cro wbar and pr ovides enhanced prot ection fo r Klystr on. Finally, w ith the mix ed sig nal simulatio n soft war e SA BER, a simplified modulato r model is established. T he effect of stray capacito r, discr ete co mpo nents and snubber netw o rk on modulator 's o ut put is ca lculated and cir cuit parameters are o ptimized. Simula tive w aves co nfirms with mo dulato r's actual perfo rmance w ell. Experiment pro ves that the mo dulator could wo rk re liably . Key words: so lid state modulato r; ser ies sw itch; K lystro n; accelerato r; IGBT ; desig n
基于IGBT的固态高压脉冲电源的研究与设计
由于 脉 冲 电源 有 断 续 供 电 的 特性 ． 很 多 领 域 都 获 得 了 在 广 泛 的 应 用 。比如 说 高 能 量 物 理 、 子加 速器 、 属 材 料 的加 粒 金 工 处 理 、 品 的杀 菌 消 毒 、 境 的 除 尘 除菌 等 方 面 ， 需 要 这 食 环 都 样 一 种 脉 冲 能 量 — — 可 靠 、 能 量 、 宽 和 频 率 可 调 、 极 高 脉 双 性 、 顶 的 电压 波 形 。 无 论 将 此 高 功 率 脉 冲 电源 用 于 何 种 用 平
第 ２ ０卷 第 ５期
Ｖ０ ＿Ｏ ｌ２
电子 设计 工程
Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｎ
２１ ０ ２年 ３月
Ｍａ ． ０１ ｒ２ ２
Ｎｏ５ ．
基于 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ的固态高压脉冲 电源的研 究与设计
罗 廷 芳 ．孟 志 强
（． 南 林 业 大 学 机 械 与 交 通 学 院 ， 南 昆 明 ６０ ２ ； ． 南 大 学 电气 与 信 息 工 程 学 院 ， 南 长 沙 ４ ０ ８ ） １西 云 ５２４ ２ 湖 湖 １０２ 摘 要 ：由于 脉 冲 电 源 有 断 续 供 电的 特 性 ， 很 多领 域 都 获 得 了 广 泛 的 应 用 ， 中 高 压 脉 冲 电 源是 系统 的 核 心组 成 部 在 其 分 。 了 获取 高 重 复 频 率 、 前 沿 高压 脉 冲 电 源 。 中提 出 了一 种 基 于 Ｉ Ｂ 为 陡 文 Ｇ Ｔ的 高 压 脉 冲 电 源 ， 系统 主 要 由 高压 直 流 充
基于IGBT的固态脉冲调制器设计
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。
充氢闸流管是由阳极、阴极、栅极(控制栅，有的还具有预点火栅或分压栅等)组成，将所有电极用绝缘外壳密封，利用低压氢气(氘气)作为工作及灭弧绝缘介质，是离子开关管中的一个分支，将触发脉冲(正极性)加到栅极，使阴-栅间隙产生辉光放电，放电扩展到阳栅间隙导致阳栅间隙击穿导通，使外电路通过阳极-栅极-阴极放电，而输出脉冲电流，是具有正启动特性的脉冲电真空器件，具有工作电压高，脉冲电流大，触发电压低，脉冲宽度窄，电流上升快，点火稳定等特点，广泛应用于国防、医疗、高能激光、科学研究等领域或场合。 氢闸流管作为开关时，开关的接通是由控制栅极上施加正触发脉冲来实现的。如果闸流管阳极具有足够高的正向电压，栅极一旦被触发，阳极-阴极之间将迅速导通，栅极就失去了对放电的控制作用。只有阳极电压降得很低，不足以维持放电电流时，闸流管才会截止。闸流管在放电结束后，要经过一段消电离时间，栅极才能恢复原来的控制功能。因此，闸流管脉冲调制器形成的脉冲波形顶部抖动、后沿拖长。 况且真空管调制器由于电子管的外围电路有偏压、帘栅、阳极等电源，这些电源是不可缺少且体积庞大的高压电源。调制器导通时的管压降较大，调制器效率较低。电子管极间电容的存在很难实现窄脉冲调制。另外由于电子管在真空度变差情况下可能会出现打火等现象，严重影响雷达发射机的可靠性。电子管阴极的寿命较短，也制约着电子管在调制器中的使用。 全固态调制器与电子管调制器相比具有效率高、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、维修费用低等优点。因此，研究固态调制器是一个极为重要的发展方向。3．2 固态脉冲调制器 固态脉冲调制器就是以固态开关管IGBT替代电真空管的调制器。IGBT模块采用10只IGBT串联成网络使用，单片机驱动模块利用单片机形成统一的触发脉冲，经驱动模块M57962L同步触发IGBT网络。其结构。
基于IGBT的交流固态功率控制器设计
基于IGBT的交流固态功率控制器设计刘建英;刘鹏飞;马敏;杨占刚;李新健【摘要】Solid state power controller ( SSPC) is a solid state device which is used to replace the relay’s role of switching and the breaker’s role of protection.It’s a switch matching with solid state distribution system.SSPC has the advantages of no noise, reacting quickly no electronic contact,no electronic arc,high reliability and so on.Therefore,an AC power switch based on insula-ted gate bipolar transistor(IGBT) at reverse tandem structure was presented.By replacing the complex signal processing circuit, AC-DC converter AD736 was used to convert capacitance sensor output into digital signal directly,simplify the electronics,and minimiz the interference of distributed and parasitic capacitance.Experiment result shows that the system meets the requirement of accuracy,and acquires good performance on the over-current protection of inverse-time.%固态功率控制器（ SSPC）是集断路器线路保护功能和固态继电器可靠性于一体的智能开关装置，具有开关速度快、无触点、无电弧、可靠性高等特点。
210kV全固态高压脉冲调制器设计
210kV全固态高压脉冲调制器设计
辜霄;彭伟;江涛;周江龙;李长年
【期刊名称】《真空电子技术》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为克服传统高压脉冲调制器中存在的波形畸变严重及高初级电压引入的
可靠性差的缺点,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。
详细阐述了全固态高压脉冲调制器的设计原理、结构特点及驱动控制方法。
该系统由18级模块并联而成,每级模块的储能电容、高压充电和固态开关驱动供电均采用高压硅堆隔离,每个模块采用一只独立控制的高压绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)对模块的储能电容实现充电和放电。
IGBT驱动电
路采用高压硅堆隔离供电、光纤传输触发脉冲和高性能IGBT驱动模块设计构成。
驱动电路具备完善的欠压、过流和过压保护功能。
该调制器输出方形高压脉冲幅度大于210 kV,脉冲顶部宽度为5μs,脉冲前沿约690 ns,脉冲后沿约920 ns,重复频
率100 Hz。
【总页数】6页(P56-61)
【作者】辜霄;彭伟;江涛;周江龙;李长年
【作者单位】电子科技大学;63660部队;成都西科微波通讯有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN7
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串联叠加式固态脉冲调制器的设计
串联叠加式固态脉冲调制器的设计陶小辉;张建华;王旭明;范青【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2011(9)1【摘要】介绍了固态调制器电路常用的拓扑结构,讨论了开关直接串联与加法器叠加两种拓扑结构的特点.设计了基于IGBT的串联叠加式固态刚管脉冲调制器,调制器通过充电电源变压器实现电位隔离,采用6路调制单元串联叠加,并利用脉冲变压器升压至40kV.重点讨论了该类型调制器研制中的关键技术,分析了脉冲变压器铁芯饱和现象并提出解决方法;讨论了吸收电路的计算选取,给出了有无吸收电路时,IGBT的C、E两端电压波形;分析并解决了脉冲波形过冲控制以及电磁干扰噪声抑制问题.%The common topologies of solid-state modulator are introduced. The characteristics of two circuit topologies, switch direct-series and adder superposition, are discussed. The series superposition solid state hard tube modulator based on IGBT is designed. The modulator is insulated by charging source transformer. Six modulator units are in series overlapping. The output voltage is boosted to 40 kV by pulse transformer. The key technologies are discussed. The saturation of pulse transformer is analyzed and the resolving measures are provided. The snubber circuit is discussed. The voltage waveforms of IGBT are provided in the case of whether the snubber circuit is present or not. The methods of pulse overshoot control and electromagnetic interference rejection are proposed.【总页数】4页(P84-87)【作者】陶小辉;张建华;王旭明;范青【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088;安徽四创电子股份有限公司,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN787;TN957【相关文献】1.基于IGBT的固态脉冲调制器设计 [J], 于仕财;马强;李建华;康健2.回旋行波管的全固态Marx高压脉冲调制器设计 [J], 李冰;罗勇;朱彦杰;王丽3.全固态浮动板脉冲调制器的设计 [J], 万程亮;陈振林;陈榕4.180kW全固态高压脉冲调制器的设计 [J], 蔡政平;曹湘军;徐旭哲;王勇5.应用IGBT串联的固态脉冲调制器分析 [J], 姬新阳;黄旭东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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电子设计工程Electronic Design Engineering第19卷Vol.19第9期No.92011年5月May.2011收稿日期：2011-01-21稿件编号：201101077基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划资助（NCET-05-0912）作者简介：于仕财（1967—），男，山东文登人，硕士，副教授。
研究方向：雷达工程。
基于IGBT 的固态脉冲调制器设计于仕财1，马强2，李建华3，康健1（1.海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台264001；2.海军航空工程学院训练部，山东烟台264001；3.海军航空工程学院科研部，山东烟台264001）摘要：基于课题建设的需要，需对某型雷达脉冲调制器进行固态化改造，为达到经济省时的目的，采用了设计与仿真的方法。
应用新型功率开关器件IGBT 替代电真空器件，设计了单片机控制的固态脉冲调制器，克服了雷达脉冲调制器中广泛采用的电真空器件的局限性。
Simulink 仿真结果表明，调制波形及功率完全满足雷达的战术技术指标。
得出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；IGBT ；固态脉冲调制器；Simulink 中图分类号：TN957.3文献标识码：A文章编号：1674－6236（2011）09-0012-04Design of solid -state modulator based on IGBTYU Shi -cai 1，MA Qiang 2，LI Jian -hua 3，KANG Jian 1（1.Department of Electronic and Information Engineering ，Naval Aeronautical and Astronautical University ，Yantai 264001，China ；2.Department of Training ，Naval Aeronautical and Astronautical University ，Yantai 264001，China ；3.Department ofScientific Research ，Naval Aeronautical and Astronautical University ，Yantai 264001，China ）Abstract ：Because of the need of subject construction,it was needed to implement a solid -state transformation on a type of radar pulse modulator.In the purpose to save money and time,adopt the method of design and simulation.This paper designs a MCU -controlled solid -state modulator.It uses the new power switching devices IGBT to replace the electricity vacuum component and overcomes limitation of electricity vacuum component,which is widely used in Radar modulators.Simulink results show that the modulation wave and power satisfy the radar tactical and technical requirements.Conclusion was obtained that the designed solid -state modulator can be used in engineering.Key words ：hydrogen thyratron ；IGBT ；solid -state modulators ；Simulink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]。
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[2]。
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供能量的，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）。
图1脉冲调制器的结构Fig.1Pulse modulator structure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。
常用的开关元件有真空三、四极管、氢闸流管、半导体开关元件（可控硅元件）和具有非线性电感的磁开关等。
真空管的通断可由栅极电压控制，通断利索，这种开关称为刚性开关，对应的调制器称为刚性调制器。
氢闸流管、半导体开关元件和具有非线性电感的磁开关则只能控制其导通，而不能控制其关断，这种开关元件称为软性开关，对应的调制器称为软性调制器。
2开关器件的比较对传统的电真空器件（氢闸流管）和现代电力电子器件IGBT 的电气性能进行比较。
2.1传统电真空管器件以真空三、四极管为调制开关的刚性调制器适应能力强，能适应各种波形、重复频率的要求，但这也是以体积、重量、结构和成本为代价的。
为弥补自身不足以适应各种工作需要，刚性调制器又分为多种类型，但都避免不了其功率小、效率低的缺陷。
以氢闸流管为开关元件的软性调制器虽能克服刚性调制器的不足，但自身的缺陷也很突出，主要表现为：1）脉冲波形顶部抖动、后沿拖长;2）对负载阻抗的适应性差；3）对波形的适应性也差。
可见软性调制器只能适应于精度要求不高、波形要求不严格的大功率雷达中。
并且不管是刚性还是软性调制器，其结构的复杂都使其可靠性降低，并且维修难度大[2]。
2.2现代电力电子器件开关元件的固态化是发展的大趋势，尤其是电力电子器件在由传统型向现代型转变以后，许多新兴的器件迅速应用于这种电力转换领域。
上世纪九十年代才现身市场的绝缘栅双极晶体管IGBT 已成为现代电力电子器件发展的领头军，型号齐全，已经出现了由IGBT 组成的功能完善的智能化功率模块IPM 。
IGBT ：Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极晶体管是一种工作原理复杂的集成半导体器件。
在结构上，集成了所有半导体器件的基本结构，如二极管、BJT 、结型场效应管JFET 、MOSFET 、SCR 。
工艺上利用MOS 工艺进行大面积功率集成，单元胞的体积越来越小，单元胞的数量越来越多。
IGBT 经过20年的发展，技术越来越成熟，功能越来越强大。
从原来的平面栅型到沟槽型，又发展到非穿通型，直至现在的电场截至型，达到了6000V/600A ，通态压降1.3V ，开关频率达到纳秒级[3]。
IGBT 在大量产品中的良好表现，证明其是一种良好的功率开关器件。
其主要优点表现在开关频率高、承载功率大、通态压降低、d u /d t 和d i /d t 耐量高、动态性能高、反向恢复快等，这些性能特点使其特别适应于在高频、大功率电路中出任开关器件的重任。
3固态调制器硬件组成对分别以氢闸流管和IGBT 为中心所构成的两种脉冲调制器的性能、构造、成本、可维性及可靠性进行比较。
3.1真空管脉冲调制器以氢闸流管ZQM1-350/14型为例，其参数为14000V/350A ，陶瓷外壳，需要12.6V/6A 的灯丝电源。
其关断时，高压电源经充电电感和变压器的原边给仿真线充电，氢闸流管接通时，仿真线经氢闸流管对变压器原边放电，在变压器的副边产生高压脉冲去调制磁控管。
氢闸流调制器的结构如图2所示[2]。
充氢闸流管是由阳极、阴极、栅极（控制栅，有的还具有预点火栅或分压栅等）组成，将所有电极用绝缘外壳密封，利用低压氢气（氘气）作为工作及灭弧绝缘介质，是离子开关管中的一个分支，将触发脉冲（正极性）加到栅极，使阴-栅间隙产生辉光放电，放电扩展到阳栅间隙导致阳栅间隙击穿导通，使外电路通过阳极-栅极-阴极放电，而输出脉冲电流，是具有正启动特性的脉冲电真空器件，具有工作电压高，脉冲电流大，触发电压低，脉冲宽度窄，电流上升快，点火稳定等特点，广泛应用于国防、医疗、高能激光、科学研究等领域或场合。
氢闸流管作为开关时，开关的接通是由控制栅极上施加正触发脉冲来实现的。
如果闸流管阳极具有足够高的正向电压，栅极一旦被触发，阳极-阴极之间将迅速导通，栅极就失去了对放电的控制作用。
只有阳极电压降得很低，不足以维持放电电流时，闸流管才会截止。
闸流管在放电结束后，要经过一段消电离时间，栅极才能恢复原来的控制功能。
因此，闸流管脉冲调制器形成的脉冲波形顶部抖动、后沿拖长。
况且真空管调制器由于电子管的外围电路有偏压、帘栅、阳极等电源，这些电源是不可缺少且体积庞大的高压电源。
调制器导通时的管压降较大，调制器效率较低。
电子管极间电容的存在很难实现窄脉冲调制。
另外由于电子管在真空度变差情况下可能会出现打火等现象，严重影响雷达发射机的可靠性。
电子管阴极的寿命较短，也制约着电子管在调制器中的使用[4]。
全固态调制器与电子管调制器相比具有效率高、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、维修费用低等优点。
因此，研究固态调制器是一个极为重要的发展方向。
3.2固态脉冲调制器固态脉冲调制器就是以固态开关管IGBT 替代电真空管图2氢闸流管调制器结构图Fig.2Hydrogen thyratron modulator structure《电子设计工程》2011年第9期图5IGBT 的动态开关曲线姨其中：C 0是仿真线的静电容T ch 等于调制器脉冲重复周期T 0两倍，即调制器的脉冲重复频率是固定的。