[0001] 本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种大功率脉冲电源与直流电源协同供电高速切换电路。

[0002] 随着我国航电系统的发展，其综合化程度越来越高。功率放大设备作为综合航电系统的重要组成部分，承担了多种功能的功率放大。当航电系统切换功能时，功率放大设备需要快速切换工作状态。为此，通常的解决办法是，功率放大设备内部设置两个或多个独立且并列的射频发射通道，每个射频发射通道各自实现一种功能的功率放大需求。当功率放大设备切换功能时，功率放大设备通过射频开关快速切换射频发射通道。

[0003] 显而易见的是，该实现方式成本较高。为了解决该问题，在单一射频发射通道实现多种功能的功率放大是一种行之有效的方法。但由于各功能需求的不同，功率放大设备切换工作状态时，其中功率管的供电需要在脉冲电源与直流电源之间切换。为了保证直流电源工作时射频输出的波形满足指标要求，需要在功率管的供电链路上配置储能电容。但储能电容又会影响脉冲电源工作时的电源电压波形，进而影响脉冲电源工作时射频输出的波形，为此本发明提出一种大功率脉冲电源与直流电源协同供电高速切换电路。

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 请参阅图1至图5，提供了一种技术方案：一种大功率脉冲电源与直流电源协同供电高速切换电路，参照图1，该方案包括：脉冲电源电路10、直流电源电路11、直流电源控制电路12、电源输出/隔离电路13。

[0025] 本实施例中，脉冲电压输出控制信号SW1、直流电源输出控制信号SW2为电路的输入信号，电压Vout为电路的输出信号。

[0026] 脉冲电源电路10与电源输出/隔离电路13连接，用于生成脉冲电压V1。

[0027] 具体地，当脉冲电源电路10输入的脉冲电压输出控制信号SW1为高电平时，脉冲电源电路10对输入的SW1信号进行电流放大得到脉冲电压V1，输出脉冲电压V1到电源输出/隔离电路13。

[0028] 具体地，当脉冲电源电路10输入的脉冲电压输出控制信号SW1为低电平时，脉冲电源电路10不输出脉冲电压V1。

[0029] 直流电源电路11与直流电源控制电路12连接，产生直流电压V2，直流电压V2输出到直流电源控制电路12。

[0030] 直流电源控制电路12与直流电源电路11、电源输出/隔离电路13连接，控制直流电源电路11输出的直流电压是否输出到电源输出/隔离电路13。

[0031] 具体地，当直流电源控制电路12输入的直流电压输出控制信号SW2为高电平时，直流电压V2经过直流电源控制电路12得到直流电压V3，直流电压V3输出到电源输出/隔离电路13。

[0032] 具体地，当直流电源控制电路12输入的直流电压输出控制信号SW2为低电平时，直流电源控制电路12无输出。

[0033] 电源输出/隔离电路13与脉冲电源电路10、直流电源控制电路12连接，输出电压Vout。输出电压Vout可能是脉冲电压，也可能是直流电压。

[0034] 具体地，当脉冲电源电路10输出脉冲电压V1到电源输出/隔离电路13时，输出电压Vout为脉冲电压。

[0035] 具体地，当直流电源控制电路12输出直流电压V3到电源输出/隔离电路13时，输出电压Vout为直流电压。

[0036] 控制脉冲电压输出控制信号SW1和直流电压输出控制信号SW2，可以切换电路的输出电压Vout为脉冲电压或直流电压。

[0037] 图2提供了本实施例一种大功率脉冲电源与直流电源协同供电的电路示意图。参照图2可知，脉冲电源电路10包括快恢复整流二极管D1、电阻R1、电阻R2、N沟道场效应晶体管Q1。

[0038] 快恢复整流二极管D1的一端接输入的脉冲电源输出控制信号SW1，快恢复整流二极管D1的另一端接电阻R1、电阻R2。电阻R1接N沟道场效应晶体管Q1的栅极，电阻R2的另一端接地。N沟道场效应晶体管Q1的漏极接电源VCC1，N沟道场效应晶体管Q1的源级输出脉冲电压V1。

[0039] 脉冲电源电路10工作原理为：脉冲电源输出控制信号SW1控制N沟道场效应晶体管Q1。当脉冲电源输出控制信号SW1经过快恢复整流二极管D1后高于N沟道场效应晶体管Q1的栅极阈值电压时，N沟道场效应晶体管Q1开启，输出脉冲电压V1；当脉冲电源输出控制信号SW1经过快恢复整流二极管D1后低于N沟道场效应晶体管Q1的栅极阈值电压时，N沟道场效应晶体管Q1关断，无电压输出。快恢复整流二极管D1用于隔离前后电路，电阻R1用于提升N沟道场效应晶体管Q1的工作稳定性，电阻R2用于下拉脉冲电源输出控制信号SW1。

[0040] 参照图2可知，直流电源电路11包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、钽电容C1、N沟道场效应晶体管Q2。

[0041] 电阻R3的一端接电源VCC3，另一端接电阻R4、电阻R5。电阻R4另一端接地，电阻R5另一端接N沟道场效应晶体管Q2的栅极。N沟道场效应晶体管Q2的漏极接电源VCC2，N沟道场效应晶体管Q2的源级接电阻R6、钽电容C1。电阻R6、钽电容C1的另一端接地。N沟道场效应晶体管Q2的源级输出直流电压V2。

[0042] 直流电源电路11工作原理为：电源VCC3经过电阻R3、R4到地，电阻R4两端有电压差△V1，△V1即N沟道场效应晶体管Q2的栅极‑源级电压差，△V1大于N沟道场效应晶体管Q2的栅极阈值电压，N沟道场效应晶体管Q2开启，输出直流电压V2。电阻R5用于提升N沟道场效应晶体管Q2的工作稳定性。钽电容C1实现储能作用。电阻R6为钽电容C1提供接地回路，电路不工作时钽电容C1中储存的能量经过电阻R6缓慢泄放。

[0043] 参照图2可知，直流电源控制电路12包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2、N沟道场效应晶体管Q3、P沟道场效应晶体管Q4。

[0044] 电阻R7的一端接输入的直流电源输出控制信号SW2，电阻R7的另一端接N沟道场效应晶体管Q3的栅极。N沟道场效应晶体管Q3的漏极接电阻R8，N沟道场效应晶体管Q3的源级极接地。电阻R8的另一端接电阻R9、电阻R10。电阻R9的另一端接P沟道场效应晶体管Q4的源级，电阻R10的另一端接P沟道场效应晶体管Q4的栅级。P沟道场效应晶体管Q4的源级接直流电源电路输出的直流电压V2，P沟道场效应晶体管Q4的漏级输出直流电压V3。电容C2的两端与电阻R8并联。

[0045] 直流电源控制电路12工作原理为：直流电源输出控制信号SW2控制N沟道场效应晶体管Q3，进而控制P沟道场效应晶体管Q4。当直流电源输出控制信号SW2为高电平时，N沟道场效应晶体管Q3开启，直流电压V2经过电阻R8、R9、N沟道场效应晶体管Q3接地。电阻R9两端出现电压差△V2，△V2即为P沟道场效应晶体管Q4的栅极‑源级电压差，△V2大于P沟道场效应晶体管Q4的栅极阈值电压，P沟道场效应晶体管Q4开启，输出直流电压V3。当直流电源输出控制信号SW2为低电平时，N沟道场效应晶体管Q3关断，电阻R9两端无电压差，P沟道场效应晶体管Q4关断，无电压输出。电阻R7用于提升N沟道场效应晶体管Q3的工作稳定性。电阻R10用于提升P沟道场效应晶体管Q4的工作稳定性。电容C2用于提升P沟道场效应晶体管Q4的开关速度。

[0046] 参照图2可知，电源输出/隔离电路13包括超级整流二极管D2、超级整流二极管D3。

[0047] 超级整流二极管D2的一端接脉冲电源电路输出的脉冲电压V1，另一端接超级整流二极管D3。超级整流二极管D3的另一端接直流电源控制电路输出的直流电压V3。超级整流二极管D2与超级整流二极管D3的公共端输出电压Vout。

[0048] 电源输出/隔离电路13工作原理为：当脉冲电压V1输入到电源输出/隔离电路13时，经过超级整流二极管D2输出，Vout为脉冲电压，超级整流二极管D2完成前后电路隔离。当直流电压V3输入到电源输出/隔离电路13时，经过超级整流二极管D3输出，Vout为直流电压，超级整流二极管D3完成前后电路隔离。

[0049] 图3给出了本实施例脉冲电压与直流电压相互切换的仿真图。由图3可知，本实施例输出电压可以快速由直流电压切换为脉冲电压，也可以快速由脉冲电压切换为直流电压。

[0050] 图4给出了本实施例直流电压切换脉冲电压的仿真图。由图4可知，当直流电压为50V，脉冲峰值电压约为51V时，直流电压切换为脉冲电压所需时间约1.5μs。

[0051] 图5给出了本实施例脉冲电压切换直流电压的仿真图。由图4可知，当直流电压为50V，脉冲峰值电压约为51V时，脉冲电压切换为直流电压所需时间约1.5μs。

[0052] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例(详见上述详尽的描述)，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。