第一章
软管调制器简介

§1-1 XXXX调制器原理线路

§1-1-1 技术指标

高压硅堆在软管调制器中的应用，首先在较大功率的XXXX调制器上试验成功，因此，对该调制器的情况简单介绍如下。

脉冲功率：Pp=10MW；脉冲电压Uu=-130kV；

脉冲电流：Iu=80A；脉冲宽度：τ（分别）=3、4、5μs；

脉冲重复频率：f=500~800Hz；内外同步。

§1-1-2 原理说明

工作原理：直流电源E通过充电电感L及充电二极管G2 对仿真线PFN进行谐振充电。当PFN上的电压上升到规定数值后，调制开关G1 导通，PFN通过G1 向负载（通过脉冲变压器B1 耦合）放电。若负载与PFN特性阻抗相匹配，那么在负载上可得到一个矩形脉冲电压。其脉冲宽度由仿真线的参数所决定，重复频率由触发器（触发开关管G1）决定。

§1-2 充电管、阻尼管及反峰管在软管调制器中的作用

§1-2-1 充电管（原用XX35 氢闸流管）：

对于多种脉冲重复频率的脉冲调制器，若采用一般的谐振充电方式，那么不同的频率所需的充电电感也随着不同，这样，调制器势必做得很复杂。采用带有充电二极管的谐振充电方式，就能够保证在充电电感为一定值的情况下，在不同频率时，只要满足充电周期小于重复周期，仿真线上的电压最大值就可达到充电电源电压的两倍而保持不变。这是因为充电电路串接二极管后，充电电流不能反向；当仿真线上的电压为电源电压两倍时，二极管停止充电。

对充电二极管的要求是应能通过充电电流的峰值电流、有效电流和平均电流；其阳极损耗应在管子承受范围之内；应能承受的反向电压为仿真线上的最大充电电压。

§1-2-2 反峰管（原用XX35 氢闸流管）：

当负载（被测管）“打火”（相当于短路）时，仿真线向短路负载放电；在脉冲过后，仿真线上将出现与原电压幅值近似相等而极性相反的电压，此时，开关管处于负电压下，则迅速去游离而截止。因此，这一反向电压便在仿真线上保存下来。

设充电电源电压为E，仿真线上谐振充电到 2E；故这时仿真线上保存的电压近似为 2E，但极性与原来相反。也就是说，第二次充电时，仿真线上起始电压不是零，而是-2E。所以，第二次仿真线上充电电压不是 2E，而是 4E，即比正常充电电压高了一倍。如果负载“打火”连续发生，仿真线上的电压将继续成倍增长。其结果就会引起仿真线、调制开关、充电二极管、充电电感、脉冲变压器等一系列元器件有相继损坏的可能。

为了防止仿真线上的过电压，就必须消除仿真线放电后残存的反电压。在仿真线上并接一个所谓的反峰二极管即可达此目的。当负载“打火”时，仿真线上一出现反电压，反峰二极管导通，这样，便防止了反向电压的累积，从而消除了过压现象，免除了元器件损坏的危险。

反峰二极管的反向电压应等于开关管的正向峰值电压。其电流将与二极管串联的保护电阻（限流电阻）及仿真线上的反向电压有关。因此，对反峰管的要求必须考虑到：1）峰值反向电压；2）峰值电流、有效电流及平均电流；3）板极损耗。

§1-2-3 阻尼管（原调制器原未加此管）：

为了说明阻尼管在调制器中的作用，这里有必要谈谈脉冲变压器在调制器中的作用。

脉冲变压器在调制器中的作用有以下几个方面：

1.改变加到负载上的脉冲电压的幅度；

2.使负载阻抗与仿真线的波阻抗相匹配；

3.改变脉冲电压的极性；

4.对直流电压而言，使次级线圈电路与初级线圈电路相隔离。

本调制器所用脉冲变压器主要是前两种作用。

脉冲变压器等效电路如下：

参数说明：

1.L _s =L _s1 +L _s2 /n ² ，L _s 为初级线圈的漏感L _s1 与折合到初级的次级线圈的漏感L _s2 的总和；n为变比。

2.r=r ₁ +r ₂ /n ² ，r为初级线圈的电阻r ₁ 与折合到初级的次级线圈的电阻r ₂ 的总和；n为变比。

3.C=C ₁ +n ² C ₂ +n ² C _H ，C ₁ 为初级线圈的分布电容；n ² C ₂ 为折合到初级的次级线圈的分布电容；n ² C _H 为折合到初级的与负载电阻并联的分布电容。

4.R _2′ =R ₂ /n ² ，R _2′ 为折合到初级的负载电阻R ₂ 。

5.L ₁ 为初级线圈总电感。

6.rж为铁芯损耗的等效电阻。

7.U _o 为当调制开关K短路时，脉冲电源的电势。在这里为仿真线充电终了时的电压。

8.R _i 为脉冲源内阻，在这里即是仿真线的波阻抗。

9.U _2′ =U ₂ /n，U ₂ 为负载得到的脉冲电压。

10.i _2′ =ni ₂ ，i ₂ 为负载得到的脉冲电流。

11.i为初级线圈中的磁化电流。

12.i ₁ 为脉冲电源所供给的电流。

对于脉冲通过脉冲变压器后的前沿过程及顶部过程不做讨论，只讨论脉冲后沿过程。这时，脉冲终了，调制管断开，其等效电路如图三所示：

此刻，在脉冲变压器初级线圈总电感L ₁ 中仍有磁化电流i在流通着，且i=imax=τU _2′ /L。式中，τ为脉冲宽度。这个i也向负载R _2′ 流去，而方向与i _2′ 相反。

但负载如果不是电阻性而是被测管（如速调管等）的话，由于这时加的电压为反电压，故可权且认为其阻抗为无穷大，即R _2′ 可认为开路，于是等效电路进一步简化如图四所示。

这时，磁化电流i对寄生电容C重新充电，从而造成衰减振荡式的电感放电。这个过程的快慢视变压器的损耗及其他可以反映到振荡回路L ₁ C中的损耗的大小而定。这个振荡就是所谓的“鼓包”。其波形如图五所示。

为了消除或限制脉冲结束后的振荡放电过程，一般在脉冲变压器初级两端并接所谓的阻尼二极管来达到目的。

在实际应用中，二极管串入一个电阻，以使其通过的电流不致过大。

对阻尼管的要求是：①反峰电压；②阳极损耗；

③峰值电流、有效电流、平均电流等因素。 qERTqK/mZKTZsDIonp6XEU4dZHK+0qA+eSkvdwcaQKGPnTQPbm2aY748fW93POMz