空投型雷達(dá)發(fā)射機(jī)陰極高壓電源設(shè)計(jì)
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(4)高壓整流二極管。高壓整流二極管是倍壓電路的重要元件，選定原則有3個(gè)：高壓輸出平均電流、耐壓余量、反向恢復(fù)時(shí)間。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/陰極">陰極高壓電源采用串級(jí)倍壓電路輸出15 kV高壓，使用了5組二倍壓整流電路串聯(lián)，每組倍壓電路只承受3 kV電壓，所以大大降低了對(duì)高壓整流二極管的耐壓要求，只要選擇1．5倍以上耐壓即可。高壓整流二極管的耐壓要求降低后，就選擇輸出平均電流大，反向恢復(fù)時(shí)間短的型號(hào)，以降低二極管的導(dǎo)通損耗，選擇5只1 000 V／1 A／75 ns的快恢復(fù)二極管串聯(lián)就能滿足使用要求。
(5)高壓儲(chǔ)能電容。選擇陰極高壓電源的高壓儲(chǔ)能電容器時(shí)，在滿足耐壓值前提下要盡量濾除輸出高頻紋波。設(shè)整機(jī)效率η，輸出峰值功率Pout，脈沖占空比D，則輸出的脈沖電流為
設(shè)當(dāng)最大脈寬為τ時(shí)，儲(chǔ)能電容的頂降不大于2％，則可以求得儲(chǔ)能電容的容量為
實(shí)際取高壓儲(chǔ)能電容為20 kV／0．2μF。
2．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于該空投型雷達(dá)發(fā)射機(jī)直接安裝于雷達(dá)天線的背面，其體積和重量都受到嚴(yán)格限制，并且在空投及落地階段沖擊振動(dòng)強(qiáng)烈。所以陰極高壓電源的小型化和抗振設(shè)計(jì)就成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所關(guān)注的重點(diǎn)，以下是陰極高壓電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。
(1)高低壓分別在兩側(cè)布局。陰極高壓電源的內(nèi)部釬焊有鋁合金隔板，將高低壓電路分開在兩邊布局，充分利用空間互不干擾，如圖3所示。在隔板上安裝有穿墻插座，實(shí)現(xiàn)了高低壓電路之間的有效電氣連接。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/177898.htm
(2)真空釬焊鋁合金殼體。陰極高壓電源采用輕巧堅(jiān)同的鋁合金外殼，由真空鋁釬焊工藝完成。釬焊的殼體確保很高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其密閉性不僅存高壓灌封時(shí)防止漏膠，還避免了孔縫泄漏電磁干擾的影響。
(3)鋁釬焊散熱器底板。陰極高壓電源的散熱器底板散熱面積大且重量輕，外加鋁保護(hù)薄板不易變形。
它接入發(fā)射機(jī)機(jī)箱的散熱風(fēng)墻通道，整機(jī)散熱效果良好。
(4)導(dǎo)熱絕緣膠干式固態(tài)封裝。考慮到高海拔和高沖擊振動(dòng)環(huán)境適應(yīng)性的需要，采用導(dǎo)熱絕緣膠干式固態(tài)封裝方式。將高壓側(cè)全部用雙組份導(dǎo)熱硅膠TPS-213-H進(jìn)行真空灌封，并加熱固化與外殼凝結(jié)成一個(gè)整體，有良好的高壓絕緣強(qiáng)度。該膠液態(tài)時(shí)流動(dòng)性強(qiáng)使真空消泡用時(shí)短，固化后能把高壓電路及高壓隔離變壓器的熱量迅速傳導(dǎo)至外殼，同時(shí)同化后的彈性還對(duì)沖擊振動(dòng)有一定緩沖作用。
3 結(jié)束語(yǔ)
介紹了一種多降壓收集極柵控行波管發(fā)射機(jī)的陰極高壓電源設(shè)計(jì)，如圖4所示。其效率最高達(dá)到94％，重量5 kg，輸出電壓紋波以及抗沖擊振動(dòng)性能均能很好地滿足指標(biāo)要求。目前，該陰極高壓電源已經(jīng)成功應(yīng)用在某空投雷達(dá)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)，交付總站工作狀態(tài)良好，并順利通過(guò)空投試驗(yàn)。
陰極高壓電源提高效率和小型化設(shè)計(jì)的成功，為空投雷達(dá)發(fā)射機(jī)的小型化提供了必要條件。在研制過(guò)程中，采用軟開關(guān)諧振技術(shù)減少功率開關(guān)管損耗，以串級(jí)倍壓電路輸出高壓，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)可靠性，并對(duì)強(qiáng)沖擊、低氣壓環(huán)境具有很好的適應(yīng)性，這將對(duì)今后發(fā)射機(jī)高壓電源進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。應(yīng)開展串級(jí)倍壓輸出多路高壓、進(jìn)一步提升高壓電源效率、以及高壓電源大功率輸出等方面研究，適應(yīng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)多樣化功能的需求。該陰極高壓電源小型化效果好、功率密度大、對(duì)發(fā)射機(jī)工作比適應(yīng)性寬、研制周期短，有利于提高發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的功率容量、效率和頻譜質(zhì)量。
評(píng)論