CN208849673U - 一种毫米波行波管mpm电源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种毫米波行波管MPM电源模块，包括供电模块，其输出端与逆变模块的输入端相连，逆变模块的输出端与高压变压器T1的初级绕组L0的两端相连；高压变压器T1的第一次级绕组L1的两端与第一整流滤波单元的输入端相连，第一整流滤波电路的输出端向收集极电源供电；高压变压器T1的第二次级绕组L2的两端与第二整流滤波单元的输入端相连，第二整流滤波电路的输出端向调制电源和灯丝电源供电；高压变压器T1的第三次级绕组L3的两端与第三整流滤波单元的输入端相连，第三整流滤波电路的输出端向阴极电源供电。本实用新型电路结构简单、高压器件少、模块体积小、电路稳定可靠，非常适合用于毫米波行波管的供电场合。

Description

一种毫米波行波管MPM电源模块

技术领域

本实用新型涉及行波放大器电源技术领域，尤其是一种毫米波行波管MPM电源模块。

背景技术

随着微波空间合成技术的成熟，一部雷达发射机有成百上千个T/R组件，对高功率微波发射机的每个组件体积和功率要求越来越高。

传统的毫米波行波管MPM（Microwave Power Module）电源模块电路如图1所示，其工作时序见图2。AC220V市电进入APFC供电模块，形成DC360V直流电源，为后级三个逆变模块供电，每个逆变模块输出高频功率脉冲经过三个变压器后，整流滤波后产生收集极电源、调制电源、灯丝电源、阴极电源等。控制显示器，根据行波管的工作要求，产生开关机时序，在系统供电后，给出开灯丝信号，逆变模块2开始工作，输出高频脉冲，此时在变压器的次级产生灯丝电源和调制电源。由于行波管的特殊要求，在灯丝电源开启时，调制电源必须处于负偏压截止状态，此后灯丝电源开始输出电压，为行波管灯丝供电，同时控制器计时预热时间，一般行波管要求灯丝预热3分钟后，灯丝温度稳定在1100度左右，此后才能开高压和发射。在预热完成后，控制器送出开高压信号，逆变模块1和逆变模块3同时工作，并同步输出高压，为行波管阴极和收集极供电。阴极和收集极高压稳定后，控制器送出开调制信号，通过光纤传送到调制电源模块，让调制极电压变成正偏开启电压，从而控制整个行波管的电子发射功率。由上面分析可知，传统的毫米波行波管MPM电源模块存在电路复杂、控制繁琐、高压变压器数量多、模块体积大等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种慢预热式MPM电源供电方案，电路柘朴简单，工作可靠，同时大大减小了电源模块的体积，在毫米波高电压行波管MPM阵列应用中具有更大优势的毫米波行波管MPM电源模块。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种毫米波行波管MPM电源模块，包括供电模块，其电源端接220V市电，其输出端与逆变模块的输入端相连，逆变模块的输出端与高压变压器T1的初级绕组L0的两端相连；高压变压器T1的第一次级绕组L1的两端与第一整流滤波单元的输入端相连，第一整流滤波电路的输出端向收集极电源供电，收集极电源再产生行波管供电所需的收集极电压C；高压变压器T1的第二次级绕组L2的两端与第二整流滤波单元的输入端相连，第二整流滤波电路的输出端向调制电源和灯丝电源供电，调制电源和灯丝电源再产生行波管供电所需的调制极电压G和灯丝电压F；高压变压器T1的第三次级绕组L3的两端与第三整流滤波单元的输入端相连，第三整流滤波电路的输出端向阴极电源供电，阴极电源再产生行波管供电所需的阴极负高压K，阴极电源的输出低压端为毫米波行波管MPM电源模块的GND端。

所述供电模块、逆变模块均与控制显示模块双向通讯，控制显示模块接收外送控制指令。

所述第一整流滤波单元由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C1组成，所述二极管D1的阴极、二极管D2的阴极、电容C1的一端并联，所述二极管D3的阳极、二极管D4的阳极、电容C1的另一端并联，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极相连，所述第一次级绕组L1的一端接二极管D1的阳极，第一次级绕组L1的另一端接二极管D2的阳极，电容C1跨接在所述收集极电源的第一输入端和第二输入端上。

所述第二整流滤波单元由二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8和电容C2组成，所述二极管D5的阴极、二极管D6的阴极、电容C2的一端并联，所述二极管D7的阳极、二极管D8的阳极、电容C2的另一端并联，二极管D5的阳极与二极管D7的阴极相连，二极管D6的阳极与二极管D8的阴极相连，所述第二次级绕组L2的一端接二极管D5的阳极，第二次级绕组L2的另一端接二极管D6的阳极，电容C1跨接在所述调制电源的第一输入端和所述灯丝电源的第二输入端上，调制电源的第二输入端与灯丝电源的第二输入端相连，灯丝电源的第一输入端与调制电源的第一输入端相连。

所述第三整流滤波单元由二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12和电容C3组成，所述二极管D9的阳极、二极管D10的阳极、电容C3的一端并联，所述二极管D11的阴极、二极管D12的阴极、电容C3的另一端并联，二极管D9的阴极与二极管D11的阳极相连，二极管D10的阴极与二极管D12的阳极相连，所述第三次级绕组L3的一端接二极管D9的阴极，第三次级绕组L3的另一端接二极管D10的阴极，电容C3跨接在所述阴极电源的第一输入端和第二输入端上。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：本实用新型利用1只高压变压器T1与逆变模块、多个次级整流滤波单元等配合工作，在控制显示模块接收到开供电指令后，立即为高压变压器T1供电，高压变压器T1的次级也同时得电。相比于传统的MPM电源模块需要开灯丝和开高压两步，并且设计3个以上高压变压器才能完成多极供电的功能，本实用新型的明显优势在于电路结构简单、高压器件少、模块体积小、电路稳定可靠，非常适合用于毫米波行波管的供电场合。

附图说明

图1是传统的MPM模块电路原理图；

图2是传统的MPM模块工作时序图；

图3是本实用新型的电路原理图；

图4是本实用新型的工作时序图。

具体实施方式

如图3所示，一种毫米波行波管MPM电源模块，包括供电模块，其电源端接220V市电，其输出端与逆变模块的输入端相连，逆变模块的输出端与高压变压器T1的初级绕组L0的两端相连；高压变压器T1的第一次级绕组L1的两端与第一整流滤波单元的输入端相连，第一整流滤波电路的输出端向收集极电源供电，收集极电源再产生行波管供电所需的收集极电压C；高压变压器T1的第二次级绕组L2的两端与第二整流滤波单元的输入端相连，第二整流滤波电路的输出端向调制电源和灯丝电源供电，调制电源和灯丝电源再产生行波管供电所需的调制极电压G和灯丝电压F；高压变压器T1的第三次级绕组L3的两端与第三整流滤波单元的输入端相连，第三整流滤波电路的输出端向阴极电源供电，阴极电源再产生行波管供电所需的阴极负高压K，阴极电源的输出低压端为毫米波行波管MPM电源模块的GND端。所述供电模块、逆变模块均与控制显示模块双向通讯，控制显示模块接收外送控制指令。

如图3所示，所述第一整流滤波单元由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C1组成，所述二极管D1的阴极、二极管D2的阴极、电容C1的一端并联，所述二极管D3的阳极、二极管D4的阳极、电容C1的另一端并联，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极相连，所述第一次级绕组L1的一端接二极管D1的阳极，第一次级绕组L1的另一端接二极管D2的阳极，电容C1跨接在所述收集极电源的第一输入端和第二输入端上。

如图3所示，所述第二整流滤波单元由二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8和电容C2组成，所述二极管D5的阴极、二极管D6的阴极、电容C2的一端并联，所述二极管D7的阳极、二极管D8的阳极、电容C2的另一端并联，二极管D5的阳极与二极管D7的阴极相连，二极管D6的阳极与二极管D8的阴极相连，所述第二次级绕组L2的一端接二极管D5的阳极，第二次级绕组L2的另一端接二极管D6的阳极，电容C1跨接在所述调制电源的第一输入端和所述灯丝电源的第二输入端上，调制电源的第二输入端与灯丝电源的第二输入端相连，灯丝电源的第一输入端与调制电源的第一输入端相连。

如图3所示，所述第三整流滤波单元由二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12和电容C3组成，所述二极管D9的阳极、二极管D10的阳极、电容C3的一端并联，所述二极管D11的阴极、二极管D12的阴极、电容C3的另一端并联，二极管D9的阴极与二极管D11的阳极相连，二极管D10的阴极与二极管D12的阳极相连，所述第三次级绕组L3的一端接二极管D9的阴极，第三次级绕组L3的另一端接二极管D10的阴极，电容C3跨接在所述阴极电源的第一输入端和第二输入端上。

众所周知行波管对供电电源的开启时序有严格的要求，在灯丝预热时，一定不能开启发射脉冲，同时正常工作时对阴极电源稳定性、收集极电源稳定性、管体电流占总发射电流比例等，都有严格的要求。本实用新型为了减小MPM电源模块的体积，通过高压变压器T1的次级多绕组线包，分别给阴极电源、收集极电源、灯丝电源及调制电源供电，但同时通过设计各电源的自启动时间，保证行波管的安全开机时序要求。其工作原理是AC220V市电进入供电模块，形成DC360V直流电源，为逆变模块供电。控制显示电路在系统配电后，接收开供电指令，开启逆变模块的工作，此时高压变压器T1的次级同时得电。

虽然高压变压器T1次级四种电源同时到达额定值（四种电源启动时间小于1s），在灯丝电源输出端串接热敏性电路元件，由灯丝电源、热敏电阻、真空管负载组成慢预热电路，让灯丝电源输出同时加在热敏性电阻元件和行波管灯丝上，由于热敏性电阻元件的特性，电阻随着自身温度由高阻值变成低阻值，此时大部分电压才加在行波管灯丝上，同时其它三路电源已经到达稳定值。由此可知，虽然本实用新型中四种电源同时输出到额定值，但由于电路中增加了慢预热电路，等待调制电源、阴极电源、收集极电源全部到位后，才开始加热行波管灯丝，从而满足行波管对开机时序的要求。等待行波管灯丝预热完成后，再开启调制信号，让行波管工作在正常发射状态。

本实用新型工作流程如图4所示，AC220V市电经过供电模块形成DC360V直流电源，为逆变模块供电。控制显示电路在系统配电后，接收开供电指令，开启逆变模块的工作，此时高压变压器T1的次级同时得电。设计慢预热电路，让灯丝电源输出延时加在行波管灯丝极上，等待其它三路电源已经到达稳定值后，行波管灯丝才开始加热工作。等待行波管灯丝预热完成后，再开启调制信号，让行波管工作在正常发射状态。

综上所述，本实用新型利用1只高压变压器T1与逆变模块、多个次级整流滤波单元等配合工作，在控制显示模块接收到开供电指令后，立即为高压变压器T1供电，高压变压器T1的次级也同时得电。相比于传统的MPM电源模块需要开灯丝和开高压两步，并且设计3个以上高压变压器才能完成多极供电的功能，本实用新型的明显优势在于电路结构简单、高压器件少、模块体积小、电路稳定可靠，非常适合用于毫米波行波管的供电场合。

Claims (5)

1.一种毫米波行波管MPM电源模块，其特征在于：包括供电模块，其电源端接220V市电，其输出端与逆变模块的输入端相连，逆变模块的输出端与高压变压器T1的初级绕组L0的两端相连；高压变压器T1的第一次级绕组L1的两端与第一整流滤波单元的输入端相连，第一整流滤波电路的输出端向收集极电源供电，收集极电源再产生行波管供电所需的收集极电压C；高压变压器T1的第二次级绕组L2的两端与第二整流滤波单元的输入端相连，第二整流滤波电路的输出端向调制电源和灯丝电源供电，调制电源和灯丝电源再产生行波管供电所需的调制极电压G和灯丝电压F；高压变压器T1的第三次级绕组L3的两端与第三整流滤波单元的输入端相连，第三整流滤波电路的输出端向阴极电源供电，阴极电源再产生行波管供电所需的阴极负高压K，阴极电源的输出低压端为毫米波行波管MPM电源模块的GND端。

2.根据权利要求1所述的毫米波行波管MPM电源模块，其特征在于：所述供电模块、逆变模块均与控制显示模块双向通讯，控制显示模块接收外送控制指令。

3.根据权利要求1所述的毫米波行波管MPM电源模块，其特征在于：所述第一整流滤波单元由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C1组成，所述二极管D1的阴极、二极管D2的阴极、电容C1的一端并联，所述二极管D3的阳极、二极管D4的阳极、电容C1的另一端并联，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极相连，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极相连，所述第一次级绕组L1的一端接二极管D1的阳极，第一次级绕组L1的另一端接二极管D2的阳极，电容C1跨接在所述收集极电源的第一输入端和第二输入端上。

4.根据权利要求1所述的毫米波行波管MPM电源模块，其特征在于：所述第二整流滤波单元由二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8和电容C2组成，所述二极管D5的阴极、二极管D6的阴极、电容C2的一端并联，所述二极管D7的阳极、二极管D8的阳极、电容C2的另一端并联，二极管D5的阳极与二极管D7的阴极相连，二极管D6的阳极与二极管D8的阴极相连，所述第二次级绕组L2的一端接二极管D5的阳极，第二次级绕组L2的另一端接二极管D6的阳极，电容C1跨接在所述调制电源的第一输入端和所述灯丝电源的第二输入端上，调制电源的第二输入端与灯丝电源的第二输入端相连，灯丝电源的第一输入端与调制电源的第一输入端相连。

5.根据权利要求1所述的毫米波行波管MPM电源模块，其特征在于：所述第三整流滤波单元由二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12和电容C3组成，所述二极管D9的阳极、二极管D10的阳极、电容C3的一端并联，所述二极管D11的阴极、二极管D12的阴极、电容C3的另一端并联，二极管D9的阴极与二极管D11的阳极相连，二极管D10的阴极与二极管D12的阳极相连，所述第三次级绕组L3的一端接二极管D9的阴极，第三次级绕组L3的另一端接二极管D10的阴极，电容C3跨接在所述阴极电源的第一输入端和第二输入端上。