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结构技术机载行波管发射机高密度高压电源结构设计3肖 竑(南京电子技术研究所, 南京210013)【摘要】 从高压电源的组成、结构设计和热设计三方面对机载行波管发射机高压电源结构设计进行了详细论述,提出了一种紧凑的结构形式,使其功率密度比达到近1000W/kg,体积比655W/L,而且工作稳定可靠,便于生产。
【关键词】 机载行波管发射机;高压电源;高功率密度中图分类号:T N83 文献标识码:AStr uctura l Desi gn of H igh Power2den sity H i ghVolt a ge Power Supply for C er ta i n A i r borne T W T Radar Tran s m itterX IA O Hong(Nanjing Re sear ch I nstitute of Electr onic s Technol ogy, Nanjing210013,China)【Abstra c t】 The structural design of high power2density high voltage po wer supp ly i n an airborne T WT radar trans m itter is de scribed in deta il in this pape r.The structura l design is desc ri bed i n te r m s of co mpositi on、structura l design and the r ma l desig n of the trans m itter.A compac t struc t ure is p r oposed.Not only hi gh po we r2density up t o1000W/kg is achieved,but als o operational stability and reli abilit y and ea s e in m anufacture are a tta i ned.【Key word s】a irborne T W T trans m itte r;hig h v oltag e power s upply;h i gh powe r2density0 引 言在现代机载火控雷达发射机中,用行波管(T W T)作为微波功率放大器件占有很大的比例,作为高功率部分,它的可靠性与技术指标如何,对雷达发射机乃至整个雷达有着直接的影响,而支撑着行波管的高压电源系统更显得至为重要。
行波管高压电源数字控制技术研究摘要：作为电源系统，EPC的性能在很大程度上决定着TWTA的性能，较好的控制方案对提高开关电源的性能具有至关重要的作用，但传统的模拟电源控制精度和响应速度取决于电路拓扑和设备本身的参数，性能很难进一步提高，与之相比，数字控制模式数据处理能力强、动态响应快，更便于提高变换器的性能。
为实现数字化控制，国内外实验室均进行了大量研究。
但目前的数字电源一方面主要面向通信市场，并未涉及TWTA领域;另一方面控制均基于单片机或数字信号处理实现，存在较大的内部时延，系统的动态响应较低。
基于此，对市政工程进行研究，以供参考。
关键词：行波管；高压电源；数字控制技术引言在移动式管道可靠性技术方面，早些时候在国外开展了相关工作。
例如，在美国，1980年代建立了一个关于管道整个寿命周期可靠性的数据库，从而降低了设备系统中管道的成本；1990年代，日本还对短波管道可靠性测试和可靠性保证方案进行了研究。
相关工作有效地确保了其TWT产品的可靠性。
1行波管EPC电源设计方案要使行波管正常工作，需要使用多通道高压电源，包括有线电源、阴极电源、阳极电源、门式电源、门式电源或聚焦电源(通常称为电子功率调节器)，其中毫米波动管道的阴极电压为-10.58kv，旨在提高效率，采用五极低压设计，提高收集极敏感效率电压的精度，工作频率在37至41 GHz之间，饱和输出功率超过80瓦。
在这些应用场景中使用动波形管高压电源提供主电源，即EPC电源的核心部分，对于确保MPM的效率、低分散性和竞争力至关重要，尤其是在出现泄漏问题时。
针对低功耗MPM优化的低泄漏管道电源可为设计1 drag 2提供高达300瓦的电力。
EPC还提供12V和2A辅助电源，可为电线、靶向极、阳极和调制解调器提供电源，以及MPM外部控制和固态硬盘。
动波形管高压电源拓扑结构选用具有UCC3895控制芯片的全桥变换器进行移行控制策略，利用开关管输出电容、变压器漏电感和谐振电路参数调节实现开关管零电压开关。
机载行波管高压开关电源的结构设计与性能研究的开题报告标题：机载行波管高压开关电源的结构设计与性能研究研究背景：机载行波管是一种常见的高功率微波放大器，常常用于雷达、通信和导航等应用中。
其运行需要高压直流电源，而目前市面上常见的高压开关电源大多过于笨重和难以集成。
因此，设计一种轻便、高效、可靠的高压开关电源对于机载行波管的应用具有重要的意义。
研究内容：1. 高压开关电源的基本结构设计：设计基于半导体元器件的开关电源，优化电路拓扑结构，提高电源效率和功率密度。
2. 功能性能测试与分析：设计合适的测试方案，测试高压开关电源的输出特性、效率、稳定性等性能指标，并分析其优缺点。
3. 集成应用实现：将高压开关电源集成到机载行波管中，测试系统整体性能，并进行实际应用测试。
研究目的：1. 提高机载行波管的使用效率和可靠性。
2. 探索开发新型高压开关电源，促进相关技术的研究和推广应用。
3. 为实现更加智能、高效的机载行波管系统提供技术支持。
研究方法：1. 理论分析与探索：研究高压开关电源的基本原理和设计要点，结合相关文献对比，确定最优方案。
2. 电路设计与仿真：使用电路设计软件进行高压开关电源的详细设计和仿真，优化电路结构。
3. 实验测试：根据设计方案进行实验搭建，测试电源的性能指标，并对测试结果进行数据分析和比较，确定其可行性和优越性。
预期成果：1. 设计出高效、可靠的高压开关电源，为机载行波管应用提供技术支持。
2. 通过实验测试和数据分析，评估所设计高压开关电源的性能指标，优化电路设计方案。
3. 将研究成果应用到实际机载行波管系统中，评估整体系统性能，并提出可行性建议。
关键词：高压开关电源，机载行波管，微波放大器，半导体元器件，效率。
1kW行波管高压开关电源设计与仿真
徐成前;董戈
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)010
【摘要】本文采用一种移相控制零电压开关全桥变换电路实现行波管放大器
6.4kV高压电源.分析了该方案的工作原理,利用PSpice软件对电路进行了仿真验证;根据对电路小信号模型的分析,设计了变换器的控制参数;最后给出的样机试验结果证明该方案是可行的.
【总页数】3页(P219-221)
【作者】徐成前;董戈
【作者单位】100039,北京,中国科学院研究生院;100080,北京,中国科学院电子学研究所;100080,北京,中国科学院电子学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.行波管发射机高压开关电源变压器的优化设计 [J], 余莉娜
2.Ka波段1kW螺旋线脉冲行波管的高频结构设计 [J], 郜健;陈宁;郝保良;苏小刚;张彦成;查文锦;杨小萌;田艳艳;郑丽;孙宝成
3.1kW中波发射机天馈线行波系数的调试 [J], 韦志雄
4.千瓦级行波管高压开关电源 [J], 杨忠民;傅阳
5.行波管高压开关电源 [J], 谢章贵
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第37卷第2期2017年6月雷达与对抗RADAR&ECMVol. 37 No. 2Jun.2017一种两级降压收集极行波管发射机高压电源的设计方法赵腊\朴海飞2，陈威2，黄光华3(1.海军驻南京地区雷达系统军事代表室，南京210003; 2.中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京211153 ;3.中国人民解放军91910部队，辽宁大连116002)摘要：为提高真空管发射机的工作效率，减小发射机的体积和质量，行波管发射机常采用多 级降压收集极形式，可将行波管发射机的效率从18% (约）提高到45%(约）。
详细介绍了一 种高效、小型化两级收集极行波管发射机高压电源的设计原理和关键技术，并通过仿真验证了 设计的可行性。
关键词：行波管；高压电源；两级降压中图分类号:T N832 文献标志码：A文章编号：1009 -0401(2017)02 -0051 -04 Design of high-voltage power supply of a TWT transmitter withtwo-stage voltage reduction collectorsZ H A O L a1,PIA O H a i-fei2,C H E N W ei2,H U A N G G u an g-h u a3(1. M ilitary R ep resen tativ es O ffice of R a d a r System of th e PL A N avy in N a n jin g,N anjing210003 ;2.N o.724 R esearch Institute of C SIC,N anjing211153 ;3.U nit91910 of the P L A,D alian 116002,C h ina) Abstract ：In o rd er to im prove th e w orking efficien cy of th e v acu u m-tu b e tran sm itter an d red u c e thesize an d w eight of th e tra n sm itte r,th e T W T tran sm itter often ad o pts th e m u lti-stag e voltage reduction c o lle c to rs,m aking th e w orking efficiency im proved from 18%to 45%ap p ro x im ately.T he design p rin cip le an d key technology of th e high-voltage pow er supply of a h igh-efficiency m in iatu re TW T tran sm itter w ith th e tw o-stage co llectors are in tro d u ced in d e ta il,an d th e feasib ility of th e d esign is verified through th e sim u latio n.Keywords：T W T；high-voltage pow er su p p ly;tw o-stage voltage red uction〇引言行波管广泛应用于雷达、通讯、广播、电子战、高功 率等电子设备中，是一种非常重要的微波器件。
一种小型化脉冲行波管高压电源设计与实现
刘银川;高文雷;王桠枫;刘期辉;陈银杏
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2024(36)2
【摘要】为满足雷达整机对发射机小型化的需求,针对8~18 GHz宽带脉冲行波管设计了一种小型化高压电源。
采用脉冲峰值功率设计方法,结合高压电容储能,实现了行波管在脉冲工作期间高压稳定输出。
同时主功率逆变电路采用了移相全桥拓扑结构,高压整流电路采用了碳化硅二极管,这可减轻电源的散热压力,提高高压电源的功率密度。
研制的小型化脉冲高压电源,阴极电压-6.5 kV,最大工作脉宽2 ms,峰值功率最大1600 W。
与某型号脉冲行波管联调,在脉冲工作期间行波管输出射频信号功率稳定,测试结果验证了该设计方法的可行性。
【总页数】7页(P70-76)
【作者】刘银川;高文雷;王桠枫;刘期辉;陈银杏
【作者单位】北京真空电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.脉冲行波管雷达发射机高压电源设计
2.用于行波管的小型化钛泵高压电源设计
3.一种星载脉冲行波管高压电源的设计
4.一种小型化行波管高压电源的设计
5.脉冲行波管雷达发射机高压电源设计
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脉冲行波管雷达发射机高压电源设计摘要：脉冲行波管发射机被广泛的应用在通讯、雷达、电子对抗等领域。
它具有效率高、频带宽、功率高和小型化的优点。
它的高压电源功率变换主电路是由固定频率控制或频率调节控制方式的桥式串联谐振型变换器转换来的。
因为高源电压具有升压比高和功率大的特点。
为适应复杂探测的需要，要求行波管雷达发射机工作脉冲形式在瞬间进行变化，为了满足脉冲行波管的这种负载特性，描述了一种适用于脉冲行波管雷达发射机的高压电源设计方案。
分析移相控制方式串联谐振变换器的工作原理。
该变换器在传统的串联谐振变换桥中，增加了 4 只二极管对回路中谐振电容电压加以箝位，使电路具有良好的脉冲负载适应特性，同时功率开关器件具有较宽的软开关范围，在高频工作状态下，仍然具有高的变换效率。
最后给出该电源的实际工作波形。
关键词：脉冲行波管；雷达发射机；高压电源设计1、前言脉冲行波管发射机以其高功率、高效率、宽频带、小型化等优点而广泛应用在雷达、电子对抗、通讯等领域。
其高压电源由于功率大，升压比高等因素往往采用频率调节控制或固定频率控制方式的桥式串联谐振型变换器（SRC）作为功率变换主电路。
这种电路以其结构简单，易实现，抗不平衡能力强等优点而广泛应用于高压电源中。
但是电源的输出性会因为宽范围的负载变化或是软开关范围变窄、开关频率过低而变差。
为了解决这个问题，要求行波管雷达发射机的工作脉冲形式必须在瞬间发生变化。
为了适应负载特性，笔者提出了一种适用于脉冲行波管雷达发射机的高压电源设计方案。
2、电源组成及其工作原理图1展示了脉冲行波管发射机高压电源的组成。
图 1 行波管高压电源组成其中高压变压器采用T1采用的是扁平的结构，以便于用薄形来封整个高压电源。
功率变换桥采用的是串联谐振电路运用的是谐振电容电压箝位的方法。
它比传统的串联谐振电路多了4只二极管。
控制保护电路的功能是检测、控制和保护高压电源，以及和发射机系统进行同步通讯。
高压整流有4组输出，以便于多级降压收集极行波管。
