一种信号高压隔离传输电路的制作方法

1.本技术属于雷达电源技术领域，特别涉及一种信号高压隔离传输电路。


背景技术：

2.随着科技的发展，现代雷达对发射机的要求越来越高，小型化成为一大趋势，当前很多型号的发射机体积较大，不适用某些特定的需求，指令机应运而生。指令机大大的减小了体积，可以满足稍微低一点功率要求的需要。信号高压隔离传输电路是构成指令机的基本电路之一。该电路既可以按照需求进行电平触发，也可以进行脉冲触发，将雷达整机提供给指令机的触发信号进行放大，输出一悬浮在几千伏阴极高压上的负电压或者脉冲波形，通过该波形控制指令行波管的控制极。
3.为了实现高低电位的隔离传输，传统的处理方式有以下三种：第一种为脉冲耦合变压器传输脉冲变压器将低压端的信号隔离并耦合到高压端，脉冲变压器次级输出直接作用于高压端的开关管，通过开关管控制行波管的通断，这种方式的优点是可靠性高，缺点就是当要求输出脉冲的宽度很宽时，脉冲在变压器初、次级之间的传递将会变得非常困难，此时对脉冲变压器的绕制和加工提出了很苛刻的要求，加大了脉冲变压器的难度。为了解决这一问题，可以采用沿触发的方式，脉冲变压器传递脉冲的前沿信号和后沿信号，在高压端驱动开关mosfet管和截尾mosfet管还原，这种传输的优点是脉冲变压器体积变小了，可传输的脉冲宽度可提高了，但它的缺点是，高压端需要给开关mosfet管和截尾mosfet管提供两组驱动电路，不利于电路小型化。第二种为光纤传输，通过光纤把信号传递到高电位上，再由光接收器接收，还原后使用，这种方式的优点在于脉冲可以任意变化，缺点是光纤传输的延时比较大。第三种为射频变压器耦合，用检波器将调制包络检测出，放大后使用，这种方式的优点是脉宽可以任意变化，缺点是设计难度大，可靠性不高。
4.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供了一种信号高压隔离传输电路，以解决现有技术存在的至少一个问题。
6.本技术的技术方案是：
7.一种信号高压隔离传输电路，包括：触发器、驱动电路、低压插座、低压插头、脉冲变压器、igbt驱动器、控制放大电路、高压插座以及高压插头，其中，
8.所述触发器的输入端与雷达整机的控制信号输出端连接，所述触发器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述低压插座连接，所述低压插座与所述低压插头连接，所述低压插头与所述脉冲变压器的初级端连接，所述脉冲变压器的次级端与所述igbt驱动器的输入端连接，所述igbt驱动器输出端与所述控制放大电路的控制端连接，所述控制放大电路的输出端与所述高压插座连接，所述高压插座与所述高压插头连接；
9.所述低压插头、所述脉冲变压器、所述igbt驱动器、所述控制放大电路以及所述高压插座封装为高压灌封盒体。
10.在本技术的至少一个实施例中，所述触发器包括集成电路n1、电阻r1、电阻r2、电容c1以及电容c2，其中，
11.所述集成电路n1包括1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚，其中，1脚与5脚连接，2脚、11脚以及16脚与5v电源连接，4脚与10脚连接，8脚以及9脚接地，3脚为触发器输入端，13脚为触发器输出端；
12.所述电阻r1的一端与所述集成电路n1的2脚连接，所述电阻r1的另一端与所述集成电路n1的7脚连接；
13.所述电阻r2的一端与所述集成电路n1的15脚连接，所述电阻r2的另一端与所述集成电路n1的16脚连接；
14.所述电容c1的一端与所述集成电路n1的6脚连接，所述电容c1的另一端与所述集成电路n1的7脚连接；
15.所述电容c2的一端与所述集成电路n1的14脚连接，所述电容c2的另一端与所述集成电路n1的15脚连接。
16.在本技术的至少一个实施例中，所述驱动电路包括mosfet管v1、电阻r3以及电阻r4，其中，
17.所述mosfet管v1的g极与触发器的输出端连接，所述mosfet管v1的s极接地，所述mosfet管v1的d极与所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端分别与所述电阻r4以及所述低压插座的一端连接，所述电阻r4的另一端分别与15v电源以及所述低压插座的另一端连接。
18.在本技术的至少一个实施例中，所述脉冲变压器的原边并联在所述低压插头的两端，所述脉冲变压器的副边与所述igbt驱动器连接。
19.在本技术的至少一个实施例中，所述igbt驱动器包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c3、二极管d1以及二极管d2，其中，
20.所述电阻r5并联在所述脉冲变压器的副边；
21.所述二极管d1的正极与所述脉冲变压器的副边的一端连接，所述二极管d1的负极分别与所述电阻r6、所述电阻r7以及所述电容c3的一端连接，所述电阻r6的另一端分别与所述脉冲变压器的副边的另一端以及所述二极管d2的正极连接，所述电阻r7的另一端与所述二极管d2的负极连接，所述电容c3的另一端分别与所述脉冲变压器的副边的另一端以及所述二极管d2的正极连接。
22.在本技术的至少一个实施例中，所述控制放大电路包括电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12以及igbt管v2，其中，
23.所述igbt管v2的g端与所述二极管d2的负极连接，所述igbt管v2的e端与所述二极管d2的正极以及所述电阻r9的一端连接，所述电阻r9、所述电阻r10、所述电阻r11以及所述电阻r12依次串联，所述电阻r12的另一端与控制极电源连接，所述igbt管v2的c端与所述电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端连接阴极，阴极为高压端电路的浮动地，所述igbt管v2的e端为控制极输出端。
24.在本技术的至少一个实施例中，所述高压插座的一端与控制极输出端连接，所述
高压插座的另一端与阴极连接。
25.在本技术的至少一个实施例中，所述高压插头与所述高压插座连接，所述高压插头的一端与行波管的阴极端连接，所述高压插头的另一端与行波管的控制极端连接。
26.实用新型至少存在以下有益技术效果：
27.本技术的信号高压隔离传输电路，能满足雷达系统的各种prf信号的高压隔离传输，甚至能实现电平触发状态下信号高压隔离和传输，高压端的元器件数量少，降低了成本，有利于电路小型化设计，提高了系统的可靠性，电路简单，体积小，调试方便。
附图说明
28.图1是本技术一个实施方式的信号高压隔离传输电路原理框图；
29.图2是本技术一个实施方式的信号高压隔离传输电路低压端原理图；
30.图3是本技术一个实施方式的信号高压隔离传输电路高压端原理图；
31.图4是本技术一个实施方式的电平信号触发时1q波形图；
32.图5是本技术一个实施方式的脉冲信号触发时1q波形图；
33.图6是本技术一个实施方式的电平信号触发方式下电路波形图；
34.图7是本技术一个实施方式的脉冲信号触发方式下电路波形图。
35.其中：
36.1-触发器；2-驱动电路；3-低压插座；4-低压插头；5-脉冲变压器；6-igbt驱动器；7-控制放大电路；8-高压插座；9-高压插头；10-高压灌封盒体。
具体实施方式
37.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
38.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
39.下面结合附图1至图7对本技术做进一步详细说明。
40.本技术提供了一种信号高压隔离传输电路，包括：触发器1、驱动电路2、低压插座3、低压插头4、脉冲变压器5、igbt驱动器6、控制放大电路7、高压插座8以及高压插头9。
41.参见图1，触发器1的输入端与雷达整机的控制信号输出端连接，触发器1的输出端与驱动电路2的输入端连接，驱动电路2的输出端与低压插座3连接，低压插座3与低压插头4连接，低压插头4与脉冲变压器5的初级端连接，脉冲变压器5的次级端与igbt驱动器6的输
入端连接，igbt驱动器6输出端与控制放大电路7的控制端连接，控制放大电路7的输出端与高压插座8连接，高压插座8与高压插头9连接；其中，低压插头4、脉冲变压器5、igbt驱动器6、控制放大电路7以及高压插座8封装为高压灌封盒体10。
42.本技术的信号高压隔离传输电路，雷达整机发送过来的控制信号，经过触发器1以及驱动电路2形成脉冲信号，再经过低压插座3和低压插头4驱动脉冲变压器5的初级，脉冲变压器5将脉冲信号传递到高电位上，通过igbt驱动器6驱动igbt管形成控制极输出信号，通过高压插座8和高压插头9传递到行波管的控制极端。
43.在本技术的优选实施方案中，如图2-3所示，触发器1包括集成电路n1、电阻r1、电阻r2、电容c1以及电容c2；驱动电路2包括mosfet管v1、电阻r3以及电阻r4；igbt驱动器6包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c3、二极管d1以及二极管d2；制放大电路7包括电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12以及igbt管v2。
44.具体的，触发器1的集成电路n1包括1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚，其中，1脚与5脚连接，2脚、11脚以及16脚与5v电源连接，4脚与10脚连接，8脚以及9脚接地，3脚为触发器输入端1rd，13脚为触发器输出端1q；电阻r1的一端与集成电路n1的2脚连接，电阻r1的另一端与集成电路n1的7脚连接；电阻r2的一端与集成电路n1的15脚连接，电阻r2的另一端与集成电路n1的16脚连接；电容c1的一端与集成电路n1的6脚连接，电容c1的另一端与集成电路n1的7脚连接；电容c2的一端与集成电路n1的14脚连接，电容c2的另一端与集成电路n1的15脚连接。
45.驱动电路2的mosfet管v1的g极与触发器1的输出端连接，mosfet管v1的s极接地，mosfet管v1的d极与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端分别与电阻r4以及低压插座3的一端连接，电阻r4的另一端分别与15v电源以及低压插座3的另一端连接。
46.脉冲变压器5(图3中的t1)的原边并联在低压插头4的两端，脉冲变压器5的副边与igbt驱动器6连接。
47.igbt驱动器6的电阻r5并联在脉冲变压器5的副边二极管d1的正极与脉冲变压器5的副边的一端连接，二极管d1的负极分别与电阻r6、电阻r7以及电容c3的一端连接，电阻r6的另一端分别与脉冲变压器5的副边的另一端以及二极管d2的正极连接，电阻r7的另一端与二极管d2的负极连接，电容c3的另一端分别与脉冲变压器5的副边的另一端以及二极管d2的正极连接。
48.制放大电路7的igbt管v2的g端与二极管d2的负极连接，igbt管v2的e端与二极管d2的正极以及电阻r9的一端连接，电阻r9、电阻r10、电阻r11以及电阻r12依次串联，电阻r12的另一端与控制极电源连接，igbt管v2的c端与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端连接阴极，阴极为高压端电路的浮动地，igbt管v2的e端为控制极输出端。
49.高压插座8的一端与控制极输出端连接，高压插座8的另一端与阴极连接。高压插头9与高压插座8连接，高压插头9的一端与行波管的阴极端连接，高压插头9的另一端与行波管的控制极端连接。
50.在本技术的一个实施方式中，触发器1的电路芯片为54ls123，驱动电路2中mosfet管v1的型号是irfr3708，igbt驱动器6中二极管d1的型号为crd50a，控制放大电路7中igbt管v2的型号为ixlf19n250a。电阻r8为10欧姆小电阻，电阻r9、电阻r10、电阻r11和电阻r12为100千欧姆大电阻。高压端阴极对地有负5000多伏高压，控制极对地有负6000多伏高压。
该电路工作频率为0～300khz。
51.本实施例中，电平信号触发时的触发器1q波形图如图4所示，脉冲信号触发时的触发器1q波形图如图5所示。
52.本技术的信号高压隔离传输电路，在脉冲变压器5的次级端，对信号进行整流，所输出的信号对igbt管v2进行通断控制。本实施例中，在电平信号触发的情况下，igbt管v2的g、e两端为电平信号，电路波形如图6所示，而在脉冲信号触发的情况下，igbt管v2的g、e两端为相应的脉冲信号，电路波形如图7所示。其中，igbt管v2的g、e两端为高电平时，igbt管v2导通，控制极输出相对于阴极电压为0，igbt管v2的g、e两端为低电平时，igbt管v2关断，控制极输出相对于阴极电压为控制极电源。
53.从图6和图7中可以看出，信号高压隔离传输电路产生与触发电平(或脉冲)同步的电平(或脉冲)，该电平(或脉冲)通过高压插座和高压插座送到行波管控制极。
54.本技术的信号高压隔离传输电路，能满足雷达系统的各种prf信号的高压隔离传输，甚至能实现电平触发状态下信号高压隔离和传输，高压端的元器件数量少，降低了成本，有利于电路小型化设计，提高了系统的可靠性，电路简单，体积小，调试方便。本技术满足指令机调制器电路需求，同样可以广泛应用于其它需要信号传输的高压电路，具有很宽的应用前景，可以带来很高的经济效益。
55.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。