高變比脈沖變壓器固態調制器的研制

王慶峰， 劉慶想， 張政權， 李相強

(西南交通大學物理科學與技術學院，四川 成都610031)

高壓脈沖調制器是雷達發射機、粒子加速器的核心部分，它的技術方案和性能指標將直接影響到調制器乃至發射機和加速器的成敗和性能指標［1-3］.以往，由于受器件發展的限制，高壓脈沖調制器一般采用真空管作為開關管，但該類型高壓脈沖調制器電路較為復雜，調制管需要燈絲、偏壓等輔助電源和電路，體積龐大，同時調制管還存在易打火和壽命較短等問題，成為制約雷達性能提高的主要因數. 近年來，隨著大功率半導體開關器件(例如IGBT、MOSFET)的發展和生產工藝的日益成熟，基于全固態開關管的大功率脈沖調制器越來越受到研究人員的重視［4-8］.目前，全固態剛管調制器在雷達發射設備、高能設備、物理加速器等方面得到了廣泛應用.如日本東芝公司研制的120 MW大功率全固態調制器［9］;DTI 公司為斯坦福加速器中心研制的大功率全固態調制器［10］;美國SLAC研制的500 kV/2 000 A 大功率全固態調制器，應用在75 MW 級超大功率速調管發射機上，共推動8 只相同的管子用于物理和高功率合成實驗［11］.國內在全固態調制器方面也開展了相關技術的研究，多數采用基于大量MOSFET、IGBT 為核心器件的串并聯技術實現數十MW 乃至數百MW 功率量級的高壓脈沖輸出，并取得了長足的進步［4-8，12］.基于全固態調制器具有長期穩定可靠的特點，國內外形成了兩種主要發展方向，一是直接耦合型全固態剛管調制器，即通……