JP2007189799A - Pulse power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パルス電源の高安定化に関し、特にレーダの送信用モジュールに安定したパルス電圧を与えるパルス電源装置に関する。 The present invention relates to high stabilization of a pulse power supply, and more particularly to a pulse power supply apparatus that provides a stable pulse voltage to a radar transmission module.
従来、大容量のパルス電源装置は、コンデンサを切り替えて使用するコンデンサバンク方式か、パルス幅変調(以下PWM)されたパルス信号を整流して使用するパルス駆動方式によるものが一般的である。しかしそのどちらにおいても、出力電圧や負荷の大きさ、パルス周期の違いにより特性が変動するので、レーダ送信モジュールにパルス電圧を印加する場合、そのパルス毎に電圧が変動するような問題が生じる。また短いパルス幅で変調して電圧の立ち上がり特性の良好な長いパルスを発生することはスイッチング損失の観点から困難となり、従来のパルス電源をレーダ送信モジュール等に使用した場合、レーダとしての性能を向上できないといった問題がある。 Conventionally, a large-capacity pulse power supply device is generally based on a capacitor bank system in which capacitors are used by switching, or a pulse drive system in which pulse width modulated (hereinafter referred to as PWM) pulse signals are rectified and used. In either case, however, the characteristics fluctuate due to differences in output voltage, load size, and pulse period. Therefore, when a pulse voltage is applied to the radar transmission module, there arises a problem that the voltage fluctuates for each pulse. In addition, it is difficult to generate a long pulse with good voltage rise characteristics by modulating with a short pulse width. From the viewpoint of switching loss, when a conventional pulse power supply is used for a radar transmission module, the performance as a radar is improved. There is a problem that can not be.
このような、パルス電源を安定化する方法として特許文献1に記載の安定化方法が知られている。この安定化方法は、レーダ用電源ではなく銅蒸気レーザやエキシマレーザなどの大電流のパルスレーザにおいて、大電流のパルス電流を電源電圧変動に対して高速に安定化してオーバーシュート等の特性劣化を回避するものである。したがって電流が安定化されるという一定の効果はあるが、本質的にレーダ用パルス電源の問題点を解決するものではなかった。
本発明は、従来のパルス電源の上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、レーダの性能を向上させるため、電圧の立ち上がり時間が早くしかもスイッチング効率のよいパルス電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional pulse power supply, and the object of the present invention is to provide a pulse power supply apparatus that has a fast voltage rise time and good switching efficiency in order to improve radar performance. It is to provide.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1によれば、第1の周波数とこの第1の周波数より低い第2の周波数で動作する電源と、電源投入から所定時間経過までは前記第1の周波数によりスイッチング制御され、所定時間経過後には前記第2の周波数によりスイッチング制御されるスイッチと、を備えることを特徴とするパルス電源装置を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, according to
また、本発明の請求項2によれば、パルス電源と、このパルス電源を駆動するドライブ回路と、このドライブ回路を制御するパルス電源制御部と、前記パルス電源の出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、前記パルス電源制御部は、第1の周波数で発振する第1の発振源と、第1の発振源の周波数より低い発振周波数を有する第2の発振源と、前記第1の発振源の出力から前記第2の発振源の出力に切り替えるスイッチと、前記出力電圧検出部の出力電圧が所定の電圧になるように前記ドライブ回路を制御する電圧制御部と、前記出力電圧検出部の検出電圧を判定する電圧判定部と、この電圧判定部の出力を遅延し前記スイッチを制御する遅延回路と、を備えることを特徴とするパルス電源装置を提供する。 According to claim 2 of the present invention, a pulse power supply, a drive circuit that drives the pulse power supply, a pulse power supply control unit that controls the drive circuit, and an output voltage detection that detects an output voltage of the pulse power supply. The pulse power supply controller includes a first oscillation source that oscillates at a first frequency, a second oscillation source that has an oscillation frequency lower than the frequency of the first oscillation source, and the first oscillation A switch for switching from the output of the source to the output of the second oscillation source, a voltage control unit for controlling the drive circuit so that the output voltage of the output voltage detection unit becomes a predetermined voltage, and the output voltage detection unit A pulse power supply device comprising: a voltage determination unit that determines a detection voltage; and a delay circuit that delays an output of the voltage determination unit and controls the switch.
本発明によれば、最初はパルス電源の発振周波数を高くするので、パルス電圧の立ち上がり時間が早くなり、レーダのRF注入タイミングまでの余分な時間が少なくなる。また、パルス電源の発振周波数を低い方に切り替えることにより、長いパルスの場合にもスイッチング効率を低下させることがない。これにより、レーダ装置の電力が軽減されるばかりでなく、電源の発熱、負荷となるRF素子の発熱も軽減することができる効果が得られる。 According to the present invention, since the oscillation frequency of the pulse power supply is initially increased, the rise time of the pulse voltage is accelerated, and the extra time until the radar RF injection timing is reduced. Further, by switching the oscillation frequency of the pulse power supply to the lower one, the switching efficiency is not lowered even in the case of a long pulse. As a result, not only the power of the radar apparatus can be reduced, but also the effect that the heat generation of the power source and the heat generation of the RF element serving as a load can be reduced can be obtained.
以下、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態におけるパルス電源装置の回路構成を表す。この実施形態のパルス電源回路は、フルブリッジコンバータ11と、このフルブリッジコンバータ11をドライブするドライブ回路12と、フルブリッジコンバータ11の出力電圧を検出する出力電圧検出回路13と、この出力電圧検出回路13の出力値をフィードバックして最適なPWM制御を行うパルス電源制御部14とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows a circuit configuration of a pulse power supply device according to an embodiment of the present invention. The pulse power supply circuit of this embodiment includes a full bridge converter 11, a
フルブリッジコンバータ11の1次側は、定電圧源21とフルブリッジコンバータ11のスイッチング電流が上流に漏れることを抑制するチョークコイル22と、スイッチング電流を流すコンデンサ23と、フルブリッジコンバータ11のメイン回路を形成するスイッチング素子24,25,26,27から構成される。伝送用トランス28を介して、2次側は、整流回路ダイオード29,30,31,32と、整流回路チョークコイル33と、整流回路用コンデンサ34とにより構成される。さらに、出力にはレーダ用送受信モジュール35が接続される。
The primary side of the full bridge converter 11 includes a choke coil 22 that suppresses the upstream of the switching current of the constant voltage source 21 and the full bridge converter 11, a
また、フルブリッジコンバータ11のメイン回路を形成するスイッチング素子24〜27(S1〜S4)を駆動するドライブ回路12は、パルス電源制御回路14からの制御信号により動作する。
The
パルス電源制御部14は、基本となる周波数で発振する源発振回路36と、その基本周波数出力の分周を行うN分周回路37と、源発振回路36出力の源発振周波数出力かN分周周波数出力のいずれかを選択するセレクタ38と、このセレクタ38から供給された周波数で動作するPWM回路39が接続され、パルス電源制御部14において制御目標とすべき電圧をPWM回路39に指示するための電圧設定部40と、出力電圧検出部13のフィードバック信号を増幅するオペアンプ41と、出力電圧検出部13の信号を判定する電圧判定回路42と、この電圧判定回路42の出力を受け、セレクタ38の切替信号の判定を行う、パルス電源の出力応答速度を考慮して設定されたディレイ回路43とから構成されている。
The pulse power
次に図面を参照しながらこの実施形態の動作について説明する。図2は本発明のこの実施形態におけるパルス電源回路の動作を説明するために回路の主要な出力や動作状態を示したものである。本発明の動作の骨子は以下の通りである。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the main outputs and operation states of the circuit in order to explain the operation of the pulse power supply circuit in this embodiment of the present invention. The outline of the operation of the present invention is as follows.
パルス電源の動作周波数を上げると、立ち上がりの早い電圧を負荷に供給できる。動作周波数を上げるとレーダ用のパルス電圧の起動特性が向上する。しかし、動作周波数を上げるとスイッチング損失が周波数に比例して増加する。スイッチング損失を下げる工夫を行ってもスイッチング素子のドライブ電力などを完全になくすことはできない。それゆえ、本発明においては、電圧が立ち上がった後に、安定な直流電源として動作するように動作周波数を落とす。そのために一定の時間を経過した時点で高い周波数から低い周波数に切り替える制御回路を備える。 When the operating frequency of the pulse power supply is increased, a voltage that rises quickly can be supplied to the load. Raising the operating frequency improves the starting characteristics of the radar pulse voltage. However, when the operating frequency is increased, the switching loss increases in proportion to the frequency. Even if it is devised to reduce the switching loss, the drive power of the switching element cannot be completely eliminated. Therefore, in the present invention, after the voltage rises, the operating frequency is lowered so as to operate as a stable DC power source. For this purpose, a control circuit for switching from a high frequency to a low frequency when a certain time elapses is provided.
フルブリッジコンバータ11は、電力を伝送すると共に出力を安定することができる。パルス電源を高速で起動したいときには、例えば10MHzの源発振周波数でコンバータを動作させる。この発振周波数は高いほど電源の立ち上がりが早く、かつ使用しているチョークコイルやコンデンサを小型化することが可能である。しかしながら、発振周波数を大きくすると、スイッチング損失が増大して電源としての効率が落ちてしまう。 The full bridge converter 11 can transmit power and stabilize the output. When it is desired to start the pulse power supply at high speed, the converter is operated at a source oscillation frequency of 10 MHz, for example. The higher the oscillation frequency, the faster the power supply rises, and the choke coil and capacitor used can be miniaturized. However, when the oscillation frequency is increased, the switching loss is increased and the efficiency as a power source is lowered.
そこで、出力電圧検出部13の出力電圧が設定値になったときには、源発振回路36からN分周回路37へとセレクタ38で切り替え、例えば、N=10とした場合には分周回路37の発振周波数を1/10の1MHzにする。フルブリッジコンバータ11に印加する動作周波数が下がることで半導体のスイッチ損失が下がり、長パルス動作時には効率を上げることができる。
Therefore, when the output voltage of the
レーダに必要なパルス幅を生成するパルス電源の動作は、図2(a)に示すON/OFF信号のタイミングで決定される。電源が動作開始した直後は、フルブリッジコンバータ11は、電圧設定部40の設定値に近づくように動作している。このとき、すなわち図2(b)のセレクタAに示す時間では、セレクタ38によって源発振回路36を選択しており、フルブリヅジコンバータ11の動作周波数は、図2(c)のトランス、源発振の部分で示すように、10MHzの高い周波数でスイッチングを繰り返している。
The operation of the pulse power supply that generates the pulse width necessary for the radar is determined by the timing of the ON / OFF signal shown in FIG. Immediately after the power supply starts operation, the full bridge converter 11 operates so as to approach the set value of the
それゆえ、フルブリッジコンバータ11は時間単位の電力を早く送ることができるので、電源の出力電圧Eoはきめ細かなスイッチング動作ですばやく且つ滑らかに起動する。 Therefore, since the full-bridge converter 11 can send power in units of time quickly, the output voltage Eo of the power supply starts up quickly and smoothly with a fine switching operation.
その後、電圧判定回路42は出力電圧検出回路13で検出された電源の出力電圧Eoが、電圧設定部40の値に近くなった時、セレクタ38をN分周側を選択するように信号を出す。このとき、ディレイ回路43によってスイッチング周波数の切り替えを時間調整できるので、オーバーシュートやアンダーシュートの少ない、細やかなスイッチング動作で出力電圧の安定性が継続される(図2(d))。
Thereafter, when the output voltage Eo of the power source detected by the output
セレクタ38によりN分周された遅いスイッチング周波数が選択されると、フルブリッジコンバータ11の動作回数が減るのでスイッチング損失が低減され、効率の良い電源動作で出力電圧Eoが得られる。
When the slow switching frequency divided by N by the
このように、立ち上がりの部分では周波数の高い源発振を用いてスイッチング出力電圧の立ち上がり時間と収束を早くし、出力電圧が平坦に近い部分ではN分周周波数を用いることによりスイッチング周波数を遅くしてスイッチング損失やスイッチのドライブ損失を低減し、電源の効率がよくなるように動作させることが可能となる。 As described above, the rising time and convergence of the switching output voltage are accelerated by using a source oscillation having a high frequency in the rising portion, and the switching frequency is slowed by using the N frequency dividing frequency in the portion where the output voltage is almost flat. It is possible to reduce the switching loss and the drive loss of the switch, and to operate the power supply so as to improve the efficiency.
以上述べたように、このように構成された本発明の実施形態に係るパルス電源装置によれば、立ち上がりの早い電源が達成できるので、パルス電圧の起動時間が早くなり、レーダのRF注入タイミングまでの余分な時間が少なくなる。また、パルス電源の発振周波数を切り替えることにより、長いパルスの場合にもスイッチング効率を低下させることがない。これにより、レーダ装置の電力が軽減されるばかりでなく、電源の発熱、負荷となるRF素子の発熱も軽減することができる。 As described above, according to the pulse power supply device according to the embodiment of the present invention configured as described above, since a power supply with a fast rise can be achieved, the startup time of the pulse voltage is shortened, and the RF injection timing of the radar is reached. Less extra time. Further, by switching the oscillation frequency of the pulse power source, the switching efficiency is not lowered even in the case of a long pulse. Thereby, not only the power of the radar apparatus is reduced, but also the heat generation of the power source and the heat generation of the RF element serving as a load can be reduced.
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階でその要旨を逸脱しない範囲で具体化できる。例えば、実施形態では絶縁型のフルブリッジコンバータを例として挙げたが、非絶縁のコンバータやフライバック型のコンバータも本発明に適用可能である。また、上記実施形態では、電源に出力電圧が一定になるように、パルス幅変調によりドライブ回路を制御したが、他の方法によって制御してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied without departing from the spirit of the invention in the implementation stage. For example, in the embodiment, an insulation type full bridge converter has been described as an example, but a non-insulation converter or a flyback type converter can also be applied to the present invention. In the above embodiment, the drive circuit is controlled by pulse width modulation so that the output voltage of the power supply is constant. However, the drive circuit may be controlled by other methods.
11…フルブリッジコンバータ、
12…ドライブ回路、
13…出力電圧検出回路、
14…パルス電源制御部、
21…定電圧源、
22…チョークコイル、
23…コンデンサ、
24,25,26、27…スイッチング素子、
28…伝送用トランス、
29,30,31,32…整流ダイオード、
33…整流回路用チョークコイル、
34…整流回路用コンデンサ、
35…レーダ用送受信モジュール、
36…源発振回路、
37…N分周回路、
38…セレクタ、
39…PWM回路、
40…電圧設定部、
41…オペアンプ、
42…電圧判定回路、
43…ディレイ回路。
11 ... Full-bridge converter,
12 ... Drive circuit,
13: Output voltage detection circuit,
14 ... pulse power supply control unit,
21 ... Constant voltage source,
22 ... Choke coil,
23: Capacitor,
24, 25, 26, 27 ... switching elements,
28 ... Transformer for transmission,
29, 30, 31, 32 ... rectifier diodes,
33 ... Choke coil for rectifier circuit,
34: Capacitor for rectifier circuit,
35 ... Radar transceiver module,
36: Source oscillation circuit,
37 ... N divider circuit,
38 ... selector,
39 ... PWM circuit,
40: Voltage setting unit,
41 ... operational amplifier,
42 ... Voltage determination circuit,
43: Delay circuit.
Claims (5)
電源投入から所定時間経過までは前記第1の周波数によりスイッチング制御され、所定時間経過後には前記第2の周波数によりスイッチング制御されるスイッチと、
を備えることを特徴とするパルス電源装置。 A power supply operating at a first frequency and a second frequency lower than the first frequency;
A switch that is switching-controlled by the first frequency from the power-on until a predetermined time has elapsed, and that is switch-controlled by the second frequency after the predetermined time has elapsed,
A pulse power supply device comprising:
このパルス電源を駆動するドライブ回路と、
このドライブ回路を制御するパルス電源制御部と、
前記パルス電源の出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、
前記パルス電源制御部は、
第1の周波数で発振する第1の発振源と、
第1の発振源の周波数より低い発振周波数を有する第2の発振源と、
前記第1の発振源の出力から前記第2の発振源の出力に切り替えるスイッチと、
前記出力電圧検出部の出力電圧が所定の電圧になるように前記ドライブ回路を制御する電圧制御部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を判定する電圧判定部と、
この電圧判定部の出力を遅延し前記スイッチを制御する遅延回路と、
を備えることを特徴とするパルス電源装置。 Pulse power supply,
A drive circuit for driving the pulse power supply;
A pulse power supply controller for controlling the drive circuit;
An output voltage detection unit for detecting an output voltage of the pulse power supply;
The pulse power supply controller
A first oscillation source that oscillates at a first frequency;
A second oscillation source having an oscillation frequency lower than the frequency of the first oscillation source;
A switch for switching from the output of the first oscillation source to the output of the second oscillation source;
A voltage controller that controls the drive circuit so that the output voltage of the output voltage detector becomes a predetermined voltage;
A voltage determination unit for determining a detection voltage of the output voltage detection unit;
A delay circuit for delaying the output of the voltage determination unit and controlling the switch;
A pulse power supply device comprising:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010197295A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | Phased array radar |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63136812A (en) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Nec Corp | Pulse generating device |
JPH06165484A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-10 | Nippon Motorola Ltd | Voltage conversion device |
JPH08280170A (en) * | 1995-04-05 | 1996-10-22 | Seiko Instr Inc | Switching power supply circuit |
JP2005073486A (en) * | 2003-08-07 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Switching power supply device |
JP2005341627A (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Shihen Tech Corp | Dc power supply |
-
2006
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63136812A (en) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Nec Corp | Pulse generating device |
JPH06165484A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-10 | Nippon Motorola Ltd | Voltage conversion device |
JPH08280170A (en) * | 1995-04-05 | 1996-10-22 | Seiko Instr Inc | Switching power supply circuit |
JP2005073486A (en) * | 2003-08-07 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Switching power supply device |
JP2005341627A (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Shihen Tech Corp | Dc power supply |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010197295A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | Phased array radar |
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