一种具有慢启动功能的漏极调制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达技术领域，具体是全固态脉冲雷达发射机分时供电中的电源调制 电路。
【背景技术】
[0002] 发射机所需直流电源含有纹波电压，该纹波电压可能对放大的信号产生调制，对 于甲类放大器，由于栅偏压变化时，导通角不变，不产生调制作用；而对于甲乙类或者乙类 放大器则不同程度存在调制，这种调制会以杂波的形式出现在接收机中，因此电源是导致 发射机输出杂波的最重要因素。虽然通过减小电源纹波可以得到更低的杂波电平，但对于 电源会增加很多成本和设计困难。为了减少电源供电纹波对发射机的影响，提高雷达动目 标改善因子，一般采用在脉冲间隙由电源对储能电容进行充电，而在脉冲期间电源不工作， 靠储能电容为所有放大器提供所需的脉冲电流，这样就避免了开关电源的纹波和高频尖刺 噪声对射频信号的干扰。但是这种供电方式带来的问题是电源对电容进行初次充电时，瞬 间电流可达千A级，造成漏极调制电路中的场效应管过流烧毁，所以，设计一款具有电压缓 慢输出功能的新型漏极调制电路就显得很有必要。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题
[0004] 为了解决全固态脉冲雷达发射机分时供电中，电源对电容进行初次充电时，瞬间 电流过大造成的传统漏极调制电路中场效应管的过流烧毁，继而引起漏极调制电路的失 效。本发明提出一种具有慢启动功能的漏极调制电路。
[0005] 技术方案
[0006] 一种具有慢启动功能的漏极调制电路，包括晶体管、P沟道MOS管、分压电阻；其特 征在于还包括N沟道场效应管自偏置慢启动功能电路；所述的N沟道场效应管自偏置慢启 动功能电路包括N沟道MOS管和四个分压电阻以及多个二极管，第一分压电阻R4连接N沟 道MOS管的漏极和栅极，第二分压电阻R5和多个二极管串联后位于N沟道MOS管的栅极和 源极之间，第三分压电阻R6、第四分压电阻R7位于N沟道MOS管的的源极和地之间，所述的 N沟道MOS管的漏极与P沟道MOS管的源极相连接，N沟道MOS管的源极与P沟道MOS管的 漏极相连接。
[0007] 所述的第一分压电阻两端的电压差大于N沟道MOS管的栅源夹断电压。
[0008] 所述的二极管为4个。
[0009] 有益效果
[0010] 本发明提出的一种具有慢启动功能的漏极调制电路，在确保原有电源调制性能不 受影响的情况下，当电源对电容进行初始充电时，利用N沟道场效应管沟道阻抗随栅源压 差减小而逐渐增大的原理，实现对电容缓慢充电，使得电源开启瞬间不致产生很大的瞬时 电流，避免了 MOS管的损坏和漏极调制电路的失效。
【附图说明】
[0011] 图1本发明中具有慢启动功能的漏极调制电路原理图
[0012] 图2本发明中具有慢启动功能的漏极调制电路实测图
【具体实施方式】
[0013] 现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
[0014] 在雷达发射机中采用分时调制电路的目的是为了使功率放大器件在射频脉冲关 断间隙停止工作，电源对储能电容进行充电，在发射脉冲期间，电源不工作，靠储能电容对 功率放大器进行供电。分时调制电路由脉冲间隙电源对电容充电和脉冲期间电容对放大器 供电两部分调制电路组成，电容对放大器供电可采取传统的漏极调制电路来实现，而电源 对电容充电采用传统的漏极调制电路时会带来瞬时大电流导致的MOS管损坏的问题。在本 发明中，我们所采取的方案是：电源开启瞬间，由慢启动电路对电容进行缓慢充电，当充电 电压达到我们设置的门限电平时，打开发射脉冲的反脉冲，由传统的漏极调制电路进行补 充充电，直至电源电压；在发射机正常工作期间，由于储能电容的压降很小，电容电压高于 我们慢启动电路中设置的门限电平，慢启动电路将不再起作用，调制功能由传统的漏极调 制电路来完成，从而保证了电源充电速度，使电容可以在脉冲间隙内充满。
[0015] 慢启动电路由一个N沟道MOS管和四个分压电阻以及几个二极管构成。实际工作 过程中，由于有N沟道MOS管的存在，电源不能直接对电容进行充电，而是通过N沟道MOS 管对电容缓慢充电。电源电压首先加至N沟道MOS管的漏极，其源极电压为0V，栅极电压为 分压电阻和二极管对电源电压的分压，通过调整分压电阻的阻值，使得栅源电压之差大于N 沟道MOS管的截止电压，使其导通并将漏极电压输出至源极。随着充电的持续进行，源极 电压逐步升高，栅极电压逐渐下降，栅源之间的压差逐渐较小，N沟道MOS管的沟道阻抗逐 渐增大，充电速度也会变慢。通过分压电阻对充电电压进行分压，对其进行检测，并将检测 电平送入发射机的控制程序与我们设置好的门限电平进行比较，当充电电压达到门限电平 时，打开发射脉冲的反脉冲，由传统的漏极调制电路进行补充充电，直至电源电压。
[0016] 如图1，当电源对电容C1进行初次充电时，电容C1的电压为0V。先不打开发射脉 冲的反脉冲Pulse_in，输入的脉冲控制信号为低电平，晶体管MMBT5551不导通，电阻R2、 R3无法对Vin进行分压，P沟道MOS管IRF5210栅-源极间无足够导通开启电压，器件关 断，故不能由下半部分的漏极调制电路对电容进行充电。上半部分虚线框内部的电路即为 本发明中提出的N沟道场效应管自偏置慢启动功能电路，在电源初始加电时，N沟道MOS管 FDB3632的源极电压为0V，栅极电压为电阻R4、R5和四个二极管1N4007对电源电压Vin的 分压，通过选取合适的R4、R5电阻值，使R4两端的电压差大于N沟道MOS管的栅源夹断电 压，即可使FDB3632导通，电源开始对电容进行充电；随着充电的持续进行，源极电压逐步 升高，栅极电压逐渐下降，栅源之间的压差逐渐较小，FDB3632的沟道阻抗逐渐增大，充电速 度也会变慢。图1中电阻R6、R7对充电电压进行分压，将其检测电平设置为DET，并送入发 射机的控制程序，实施过程中将该电平设置为46V。
[0017] 当输出电压达到设置的门限电平时，发射机的控制程序发出指令，打开发射脉冲 的反脉冲Pulse_in，即在发射脉冲间隙，图1中的下半部分分时调制电路对电容进行补充 充电。当输入脉冲控制信号为低电平时，晶体管MMBT5551不导通，电阻R2、R3无法对Vin 进行分压，P沟道MOS管IRF5210栅-源极间无足够导通开启电压，器件关断，此时Vout保 持慢启动电路的电压输出值46V ;当输入脉冲控制信号为高电平时，晶体管MMBT5551导通， 电阻R2、R3对Vin进行分压，P沟道M0S管IRF5210栅-源极间的电压差为电阻R3两端的 电压差，只要该电压差大于IRF5210的栅源开启电压，小于栅源之间的电压极限参数，即可 使IRF5210沟道导通，由电源Vin对电容进行补充充电，直至电源电压52V。图1中晶体管 DB139和二极管ES2B的主要作用是提升上升沿、下降沿响应速度，提高调制电路的开关速 度。实施过程中电路各元器件参数值如表1所示，实测结果如图2所示。
[0018] 表1电路元器件参数
[0019]
【主权项】
1. 一种具有慢启动功能的漏极调制电路，包括晶体管、P沟道MOS管、分压电阻；其特征 在于还包括N沟道场效应管自偏置慢启动功能电路；所述的N沟道场效应管自偏置慢启动 功能电路包括N沟道M0S管和四个分压电阻W及多个二极管，第一分压电阻R4连接N沟道 M0S管的漏极和栅极，第二分压电阻R5和多个二极管串联后位于N沟道M0S管的栅极和源 极之间，第S分压电阻R6、第四分压电阻R7位于N沟道M0S管的的源极和地之间，所述的N 沟道M0S管的漏极与P沟道M0S管的源极相连接，N沟道M0S管的源极与P沟道M0S管的 漏极相连接。
2. 根据权利要求1所述的具有慢启动功能的漏极调制电路，其特征在于所述的第一分 压电阻两端的电压差大于N沟道M0S管的栅源夹断电压。
3. 根据权利要求1所述的具有慢启动功能的漏极调制电路，其特征在于所述的二极管 为4个。
【专利摘要】本发明涉及一种具有慢启动功能的漏极调制电路，包括晶体管、P沟道MOS管、分压电阻和N沟道场效应管自偏置慢启动功能电路，该技术利用了N沟道场效应管沟道阻抗随栅源的压差减小而逐渐增大的原理，实现对电容缓慢充电，当充电电压达到设置的门限时，再由分时调制电路进行补充充电。
【IPC分类】H02M1-36, H02M3-07
【公开号】CN104539150
【申请号】CN201410815763
【发明人】李兵, 张娟, 雷国忠, 吕元恒, 李磊, 白树林
【申请人】西安电子工程研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月23日