摘要:介紹了用IGBT實現單脈沖雷達調制器電路的方法;對IGBT 驅動模塊M57962L 進行了分析,通過對該調制器電路波形的測試及分析,證明了IGBT 在窄脈沖狀態下作為脈沖調制器控制開關應用的可行性。 Abstract :This article introduces the way that modulator circuit of the single pulse radar was realized by IGBT. ICM57962L performance is studied ,and analysis the wave of the modulator prove it is feasible that under state of narrow pulse the IGBT apply to control switch of the pulse modulator. 敘詞:調制器　單片機/ 絕緣柵雙極晶閘管 Keywords :module ;microcomputer ; IGBT 1、引言　 某厘米波單脈沖體制雷達發射機的調制器采用的是兩級脈沖壓縮直流磁調制器技術。第一級脈沖形成電路由單向晶閘管作為控制開關,第二級則采用磁調制器作為控制開關。當第二級負載阻抗嚴重失配時,第一級可控硅截止,兩端的正向電壓接近1100V、反向電壓接近800V ;晶閘管正向導通時的電流上升率大于450A/μs ,其導通、關斷的頻率PRF高達1200Hz ,極易造成可控硅損壞,嚴重影響了雷達正常性能的發揮。由于IGBT 具有耐高壓、耐大電流沖擊。易于程控等優點,開發出用IGBT 取代該雷達發射機中晶閘管,通過實測表明:該電路在不影響原發射機性能的前提下,提高了整機的可靠性。 2、電路的組成 圖1 為兩級脈沖壓縮直流磁調制器電路原理圖。 圖中　Rext ———限流電阻 　 VZ1 ,VZ2 ———限幅器 調制器脈沖形成的過程是:由主電路電源整流為直流電源,經電感L1 、變壓器T2初級向電容C2充電,當C2上電壓達到峰值時,由定時脈沖通過單片機PIC12C508 經驅動模塊M57962L 觸發IGBT導通,C2 通過T2 初級、L3放電形成第一級調制脈沖,脈沖寬度由L 3 和C2 的數值決定。單片機通過M57962L 控制IGBT關斷。第二級脈沖形成電路由磁性開關L4 控制仿真線C 的充放電,形成調制脈沖使磁控管產生大功率射頻振蕩信號,經微波饋電系統輸出加到天線,向空間輻射。 3、第一級脈沖調制器 第一級脈沖調制電路如圖1 所示。它是由IG2BT、驅動模塊M57962L 、過壓保護電路及PIC12C508 單片機等組成:（1） IGBT 取代原有的單向晶閘管,選擇2CL2 300 VD7為IGBT 反向隔離管;（2）M57962L 是日本三凌公司生產的專用驅動IGBT模塊的驅動器,它的特點是:具有較高的輸入輸出隔離度;采用雙電源供電方式,以確保IGBT 可靠通斷;內有短路保護電路;輸入端為TTL門電平。 由于調制器是工作在脈沖重復頻率1200Hz、脈沖寬度τ為7μs ,驅動模塊在窄脈沖工作狀態下,易產生共態導通, 不能對內部起保護作用[1] ,為此,設計了過壓保護電路;（3） 過壓保護電路由隔離二極管VD8 、壓敏電阻VR 和取樣電阻R3 組成。當正常工作時,過壓保護電路不影響調制器電路的效率;當負載嚴重失配時,由于T2 上反射電壓的作用,使VR 阻值變小,過壓保護電路釋放一部分反射能量,阻止了C2 上過電壓的產生,提高了調制開關的可靠性;（4） PIC12C508 主要用于控制IGBT 及主電源的通斷。當正常工作時, 調制脈沖通過M57962L 驅動IGBT 工作; 當負載出現嚴重失配時,單片機將（5） 端輸出低電平關斷IGBT ,同時關斷脈沖調制器的主電源供電。 4、測試結果及分析 在雷達發射機上,當輸入的調制脈沖重復頻率為1200kHz、脈沖寬度為7μs 時,對第一級調制器的IGBT 和VD7 兩端電壓波形及IGBT 的正向電流波形進行測試。 （1） 負載正常工作 發射機正常工作時, IGBT 和VD7 兩端的電壓波形如圖2 所示,正向導通電流波形如圖3 所示。從圖中可以看出:在充電中, IGBT 兩端的正向電壓為560V ,反向電壓為80V。放電時,流過IGBT的脈沖電流小于200A ,脈沖寬度為7μs ,平均電流小于1. 7A ,電流上升率小于50A/μs。 （2） 負載嚴重失配,無過壓保護 為試驗IGBT 在負載嚴重失配情況下的抗過載能力,將過壓保護電路斷開,負載模擬嚴重失配,對其進行測試。圖4 為負載嚴重失配時IGBT 和VD7 兩端的電壓波形。從圖中可以看出:無過壓保護時,其正向電壓為1100V ,反向電壓為800V。圖5 為負載嚴重失配時,流過IGBT 的正向導通電流波形。從圖中可以看出:負載嚴重失配,無過壓保護時,流過IGBT 的脈沖電流大于400A ,脈沖寬度大于14μs ,平均電流大于6. 8A ,電流上升率大于450A/μs。 （3） 負載嚴重失配,有過壓保護 為試驗調制器在負載嚴重失配情況下過壓保護電路的保護功能,將負載模擬嚴重失配,對其進行測試,圖6 為負載嚴重失配時, IGBT和VD7兩端的電壓波形。 從圖6 中可以看出:其正向電壓為1000V 反向電壓為700V ,從保護電路動作到脈沖調制器主電源被切斷所需的時間為10ms ,表明加過壓保護電路,可以減小其反向電壓,縮短過載時間,從而有效的保護IGBT 等高壓器件。圖7 為負載嚴重失配時,流過IGBT 的正向導通電流波形。 從圖7 中可以看出:負載嚴重失配,有過壓保護時,流過IGBT 的脈沖電流為250A , 脈沖寬度為14μs ,但由負載嚴重失配而引起的反峰電流減小,平均電流為3. 5A ,電流上升率為150Aμs。 5、結束語 由于IGBT 具有耐高壓、耐大電流沖擊及易于程控等特點,取代了原調制器中晶閘管的代替。通過對IGBT 實現的調制器電路和測試出的有關波形的分析,證明了IGBT 在窄脈沖狀態下作為雷達脈沖調制器控制開關應用的可行性。