强激光与粒子束

作者：石秀倩, 何大勇, 李飞, 甘楠, 牟雅洁, 李京祎,

关键词：固态调制器, 脉冲电压精度, 绝缘栅双极晶体管, 栅极驱动电路, 导通抖动,

加法器式固态调制器是一种使用绝缘栅双极晶体管（IGBT）控制储能电容放电来产生脉冲高压的装置，相比传输线型调制器，具有模块化、稳定性好、寿命长等优势。但IGBT的正常工作需要利用栅极驱动电路将控制信号进行放大才能实现，驱动电路的性能直接影响IGBT的开关特性，最终影响脉冲电压质量，尤其是驱动电路的导通抖动指标，这是影响脉冲电压精度的关键因素之一。根据加法器式固态调制器中IGBT的工作特性，以提高脉冲电压精度为目标，对驱动电路进行研究。分析了开关抖动对输出电压精度的影响，介绍了设计原理，研制了驱动电路板，并利用放电模块对其工作性能进行了实验测试。测试结果表明，该款驱动电路的导通抖动为300 ps，相比1 ns的商用驱动电路抖动压缩至1/3，在1 kV充电电压下，放电模块在0.5 Ω的负载上放电，形成上升时间为500 ns、导通抖动峰、峰值在5 ns以下的脉冲电压，当发生退饱和故障时，驱动电路能够在4 µs时间内关断IGBT，该款驱动电路满足高精度固态调制器的工作要求。

来源：2024年第6期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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