一種脈沖功放供電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達技術(shù)領(lǐng)域，具體是雷達發(fā)射機供電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]全固態(tài)雷達發(fā)射機因其具有高可靠性、可維修性等特點，在現(xiàn)代雷達中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。固態(tài)雷達發(fā)射機的功放組件在低電壓下工作，一般工作電壓在24?50V之間，每個功放組件的輸出峰值功率一般在百瓦量級或千瓦量級，若干個相同量級的功放組件經(jīng)過功率合成后輸出幾十甚至幾百千瓦的射頻功放。在低壓下工作要輸出高功率，必然需要有很高的峰值電流。如此大的電流如果由電源本身提供是不現(xiàn)實的，這必然增加電源的設(shè)計難度和不必要的浪費。常采用的設(shè)計是增加儲能電容提供放大器所需的峰值電流，在發(fā)射脈沖期間，由電源和儲能電容共同為放大器提供脈沖電流，在脈沖間隙，由電源對儲能電容進行充電。但是這種供電方式帶來的問題是在放大器工作期間，電源電壓的波動會引起射頻信號脈沖幅度和相位變化，這將影響雷達整機的動目標改善因子。所以，設(shè)計一種可應(yīng)用于雷達脈沖發(fā)射機、具有抑制電源供電紋波功能的新型供電方式就顯得很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問題
[0004]為了解決雷達脈沖發(fā)射機在放大器工作期間，由于電源電壓波動引起的射頻信號脈沖幅度和相位變化，帶來的對雷達整機動目標改善因子的影響。本實用新型提出一種脈沖功放供電電路。
[0005]技術(shù)方案
[0006]一種脈沖功放供電電路，包括電源、儲能電容和功放組件；其特征在于在電源與儲能電容之間設(shè)有控制電源對儲能電容充電的調(diào)制電路Si，在電容和功放組件之間設(shè)有控制儲能電容對功放組件供電的調(diào)制電路S2 ;打開調(diào)制電路SI,關(guān)閉調(diào)制電路S2，電源對儲能電容進行充電；打開調(diào)制電路S2，關(guān)閉調(diào)制電路SI，儲能電容對功放組件進行供電。
[0007]所述的調(diào)制電路S1、S2均采用漏極調(diào)制電路。
[0008]有益效果
[0009]本發(fā)明提出的一種脈沖功放供電電路，在保證儲能電容能提供足夠功率放大器所需的脈沖電流的情況下，通過采用脈沖期間電源不工作，只靠儲能電容為所有放大器提供所需電流的方式，隔離電源供電紋波帶來的雜波電平，減少電源對發(fā)射機和雷達整機的影響。
【附圖說明】
[0010]圖1本實用新型脈沖功放供電電路原理圖
【具體實施方式】
[0011]現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述:
[0012]在雷達脈沖發(fā)射機中一般采用的供電方式是在脈沖間隙，由電源對儲能電容進行充電，而在發(fā)射脈沖期間，由電源和儲能電容共同為放大器提供脈沖電流，這樣做對電源和儲能電容的要求都不是很高，但是它帶來的問題就是在發(fā)射機工作期間，由于電源不關(guān)斷，電源紋波會對放大的信號進行調(diào)制，這種調(diào)制會以雜波的形式出現(xiàn)在接收機中，這將影響雷達的動目標改善因子。為了解決這一問題，在本發(fā)明中，我們所采取的方案是:在脈沖間隙由電源對儲能電容進行充電，而在脈沖期間電源不工作，只靠儲能電容為所有放大器提供所需的脈沖電流，使電源紋波不干擾放大器正常工作，從而隔離電源供電紋波帶來的雜波電平，減少電源對功放組件和雷達整機的影響。
[0013]本實用新型的電源供電電路由開關(guān)電源、分時調(diào)制電路、儲能電容和功放組件組成。分時調(diào)制電路包括兩部分，一部分為控制電源對儲能電容充電的調(diào)制電路，稱之為調(diào)制電路1，另一部分為控制儲能電容對功放組件供電的調(diào)制電路，稱之為調(diào)制電路2，調(diào)制電路在調(diào)制過程中相當(dāng)于一個開關(guān)，兩部分電路均采用的是漏極調(diào)制電路，打開關(guān)斷由輸入的脈沖控制信號來控制，二者通過送入相反的電平控制信號來實現(xiàn)分時工作。由于功放組件工作所需的脈沖電流全部由儲能電容來提供，因此儲能電容的耐壓值和容值要根據(jù)具體的功率放大器需求來進行合理的選擇，而設(shè)計的開關(guān)電源的額定電壓和電流要保證在脈沖間隙，其可將儲能電容的電壓由OV充至功率放大器的工作電壓。
[0014]本實用新型的電源供電電路原理如下:當(dāng)開啟電源的瞬間，使調(diào)制電路I工作，調(diào)制電路2不工作，即電源對儲能電容充電的開關(guān)閉合，儲能電容對功放組件供電的開關(guān)斷開，開關(guān)電源開始對儲能電容進行充電，在脈沖間隙內(nèi)，將電容的電壓由OV充至放大器的工作電壓；在發(fā)射脈沖期間，使調(diào)制電路2工作，調(diào)制電路I不工作，即儲能電容對功放組件供電的開關(guān)閉合，電源對儲能電容充電的開關(guān)斷開，電源不能對功率放大器供電，全靠儲能電容對其進行供電，保證其正常工作，在脈沖期間，電容上的壓降較小，基本不影響功放組件的發(fā)射功率，且由于此時電源不工作，故電源紋波不會對功放組件和整個雷達造成影響；當(dāng)功放組件持續(xù)工作時，開關(guān)電源只需在下一個脈沖到來前，對電容進行很少的補充充電，電容器上電壓又重新被充電到原來的值，等待下一個脈沖到來。這樣，既保證了開關(guān)電源供電紋波不對功放組件造成影響，又降低了開關(guān)電源的設(shè)計難度和成本。
[0015]如圖1，本實用新型的電源供電電路由開關(guān)電源、分時調(diào)制電路、儲能電容C和功放組件組成，其中調(diào)制電路在調(diào)制過程中相當(dāng)于一個開關(guān)，分時調(diào)制電路包括兩部分，一部分為控制電源對儲能電容C充電的調(diào)制電路，將其等效為開關(guān)SI，另一部分為控制儲能電容對功放組件供電的調(diào)制電路，將其等效為開關(guān)S2。在脈沖期間，開關(guān)S2閉合，SI斷開，功放組件所需的高峰值電流由儲能電容C提供，電容C上產(chǎn)生電壓降；在脈沖間隙，開關(guān)SI閉合，S2斷開，開關(guān)電源對C進行再充電，在下一個脈沖到來前，電容器C上電壓又重新被充電到原來的值，等待下一個脈沖到來。
[0016]本實用新型中的功放組件由9路脈沖功率為400W的GaN功率放大器組成，由于放大器工作的電流全部來源于儲能電容，按照400W功率放大模塊的供電要求計算，在整個發(fā)射脈沖期間(10us)，通過電容器電壓的下降提供發(fā)射所需的脈沖電流最大為18A。當(dāng)發(fā)射功率下降0.5dB時，允許電源有大約0.1dB變化或電壓2%的差值變化，即電壓允許下降IV左右。根據(jù)電容充放電公式，Δν = It/C(式中AV為電壓下降值，I為脈沖電流，t為脈沖寬度)，可得出每個400W放大器至少需要1800uF電容，考慮到低溫_20°C的情況下，在重復(fù)頻率IK時，鋁電解電容會比常溫減少約20 %左右，故我們選擇2200uF電容，即可滿足要求，因此總儲能電容C約為20000uF。為了在電源啟動的瞬間，將儲能電容C上的電壓由OV充至50V，我們選取的開關(guān)電源的電壓為50V，電流為25A。分時調(diào)制電路S 1、S2均采用的是漏極調(diào)制電路，SI和S2打開關(guān)斷由輸入的脈沖控制信號來控制，通過送入相反的電平控制信號來實現(xiàn)分時工作。
[0017]當(dāng)開啟電源的瞬間，送入開關(guān)SI的脈沖控制信號為發(fā)射脈沖的反脈沖，其為高電平，送入S2的脈沖控制信號為發(fā)射脈沖，其為低電平，因此SI閉合，S2斷開，開關(guān)電源開始對20000uF的儲能電容C進行充電，在900us的脈沖間隙，將電容C的電壓由OV充至50V ；在發(fā)射脈沖期間，送入開關(guān)S I的脈沖控制信號為低電平，送入S2的脈沖控制信號高電平，S2閉合，SI斷開，電容C對功率放大器進行供電，保證放大器正常工作，在10us的脈沖期間，電容C上的壓降約為0.6V，發(fā)射功率基本不受影響，且由于此時電源不工作，故電源紋波不會對功放組件和整個雷達造成影響；當(dāng)發(fā)射機持續(xù)工作時，在脈沖間隙，電源只需對電容進行0.6V的補充充電。
【主權(quán)項】
1.一種脈沖功放供電電路，包括電源、儲能電容和功放組件；其特征在于在電源與儲能電容之間設(shè)有控制電源對儲能電容充電的調(diào)制電路Si，在電容和功放組件之間設(shè)有控制儲能電容對功放組件供電的調(diào)制電路S2 ;打開調(diào)制電路SI,關(guān)閉調(diào)制電路S2，電源對儲能電容進行充電；打開調(diào)制電路S2，關(guān)閉調(diào)制電路SI，儲能電容對功放組件進行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖功放供電電路，其特征在于所述的調(diào)制電路S1、S2均采用漏極調(diào)制電路。
【專利摘要】本實用新型涉及一種脈沖功放供電電路，在脈沖間隙由電源對儲能電容進行充電，而在脈沖期間電源不工作，只靠儲能電容為所有放大器提供所需的脈沖電流，使電源紋波不干擾放大器正常工作，從而隔離電源供電紋波帶來的雜波電平，減少電源對功放組件和雷達整機的影響。
【IPC分類】H02M3-07
【公開號】CN204334319
【申請?zhí)枴緾N201420825864
【發(fā)明人】張娟, 李兵, 雷國忠, 呂元恒, 李磊, 白樹林, 任紋岐
【申請人】西安電子工程研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月23日