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1、2003年12月火控雷达技术第32卷文章编号:1008-8652(2003)04-055-05低功率高压电源的模块化设计江志(西安电子工程研究所西安710100)【摘要】随着现代雷达技术的飞速发展,以及现代雷达对缩短研制周期、提高可维护性和可靠性的要求,小型化、模块化已经成为现代雷达技术发展的方向。作为雷达发射机关键部分的高压电源必须进行模块化设计,提高效率和可维护性以及可靠性,减小体积和重量,以适应现代雷达的要求,本文重点介绍低功率高压电源的模块化设计。关键词:高压开关电源;模块化中图分类号:TN83;TN86文献标识码:AModularDesignofLowPowerHig
2、h-VoltagePowerJiangZhi(Xi'anElectronicEngineeringResearchInstitute,Xi'an710100)Abstract:Rapiddevelopmentandshorteningdevelopmentcycleofmodernradarsrequireimprovementofmaintainabilityandreliability.Miniaturizationandmodularizationhasbecomeadirectioninradardesign.Highvoltagepower,akeypartinrada
3、rtransmitter,mustmeetthisdemandthroughmodulardesigntoincreaseitsefficiency,maintainabilityandreliabilityandtodecreaseitssizeandweight.Thispaperemphasizesthemodulardesignoflow-powerhigh-voltagepower.Keywords:highvoltageswitchingpower;modularization1引言随着现代雷达技术的发展,雷达发射机对高压电源的要求越来越高,不仅需要密度大,稳定性好,
4、低纹波,而且要求其可靠性高,体积小,重量轻,同时由于行波管技术的发展,使得高压电源技术也在快速的发展。随着某波段雷达的研制成功和投入生产,我们已经基本掌握了低功率栅控行波管高压电源的设计,并在几年的生产实践中总结了一整套解决漏油以及高压打火等的实际经验,为低功率高压电源的模块化设计奠定了良好的应用基础。收稿日期:2003-08-13552003年12月火控雷达技术第32卷2模块化设计根据低功率栅控行波管自身的特点以及应用的环境,模块化的低功率高压电源在输出功率为100W～1000W的有关各种场合均能应用,并要求高压和高电位多路输出,以及具有体积小、效率高、良好的空载性能、低纹波
5、、高可靠性、维修方便等特点。根据以上的要求,低功率高压电源分整流控制单元和高压油箱两部分(见图1)。下面分别就两部分进行介绍。图1低功率高压电源模块框图2.1整流变换单元分为整流及谐振变换器两部分。整流部分采用三相整流电路(见图2),使用三相整流电路比单相整流电路具有如下优点:a.对于相同的输入电路具有更高的输出电压;b.具有较高的基波频率和较低的纹波电压;c.整流效率也相应提高;d.基本保持供电电网的对称性;e.体积无太大的变化,并且相对于开关电源,输入可以为50Hz也可以是400Hz,提高了高压电源的应用范围。例如确定整流管参数:a.当输入电源:三相400Hz200V(线电压
6、)b.直流输出VdVd=1.35V1(1)式中,V1为输入线电压。Vd=1.35×200V=270Vc.直流输出电流IdId=[(2000+300)/0.86]/270=10A图2整流电路图根据以上的计算,考虑要留有一定的余量,选取日本三社(SanRex)的整流模块DF40BA80(40A/800V)确定电容器容量:56第4期江志低功率高压电源的模块化设计假如～400Hz电源继电、或者漏掉一个周期的波形,希望输出电压仍然维持一段时间后再开始下降,取电源输出的保持时间Td=10ms,直流电压由270V降至250V后输出才开始下降,根据能量守恒定律,则:22C[VC1-VC2]/2=
7、P0TD/22C=2P0TD/[(VC1-VC2)]式中,P0为开关电源输出功率;为变换器效率。-322所以,C=2×2300×10×10/[0.85(270-250)]=5204F确定滤波电感器:临界电感L(临)RL/3Ft式中,RL为等效负载电阻,所以RL=270/10=27!。Ft为整流后的脉冲频率,Ft=2400Hz。L(临)=27/(3×2400)=1.2mH根据实际需要选取L应为2mH。对于整流电路后边的滤波器来说,因为纹波电压经常不是单一频率的正弦波,这样
