一種行波管放大器電源裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及行波管放大器電源裝置，包括控制模塊，其輸入輸出端分別與高壓電源、調(diào)制開關(guān)電路的輸入輸出端相連，調(diào)制開關(guān)電路的輸出端與行波管的柵極J相連，高壓電源的輸出端c與行波管的收集極C相連，高壓電源的輸出端k1分別與燈絲電源模塊的輸出端K、修正電源模塊的輸出端k2相連，燈絲電源模塊的輸出端f與行波管的燈絲F相連，陽極電源模塊的輸出端a與行波管的陽極A相連。本實(shí)用新型的陰極電源和收集極電源做成一個(gè)高壓電源7，更好提高了電源的轉(zhuǎn)換效率，更有效地實(shí)現(xiàn)了陰極電源的高精度、低紋波的性；正偏電源模塊的輸出電壓可通過外部調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)聚焦極點(diǎn)電位值，從而控制行波管的柵極J的工作。
【專利說明】—種行波管放大器電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及真空微波管【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種行波管放大器電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，行波管放大器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于雷達(dá)、通信和導(dǎo)航等方面，同時(shí)在工業(yè)CT、醫(yī)用CT、工業(yè)探傷等場(chǎng)合也有較多使用。
[0003]現(xiàn)有的行波管放大器電源裝置主要為全固態(tài)柵極脈沖調(diào)制方式，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，行波管放大器電源裝置包括燈絲電源、陽極電源、陰極高壓電源、收集極高壓電源、聚焦極正偏電源、聚焦極負(fù)偏電源、開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2、燈絲限流電阻R1、開啟限流電阻R2、關(guān)斷限流電阻R3、分壓電阻R4及隔離變壓器等。此電路較成熟，但是其精度、體積、重量、成本、可靠性等都有待提高，而且其不易實(shí)現(xiàn)聚焦極電壓電位的正負(fù)變換。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種精度高、便于調(diào)節(jié)聚焦極電壓的行波管放大器電源裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:一種行波管放大器電源裝置，包括控制模塊，其脈沖接收端分別外接光脈沖信號(hào)、電脈沖信號(hào)，其輸入輸出端分別與高壓電源、調(diào)制開關(guān)電路的輸入輸出端相連，調(diào)制開關(guān)電路的輸出端與行波管的柵極J相連，高頻整流模塊分別向負(fù)偏電源模塊、正偏電源模塊、修正電源模塊、燈絲電源模塊供電，高壓電源的輸出端c與行波管的收集極C相連，高壓電源的輸出端kl分別與燈絲電源模塊的輸出端K、修正電源模塊的輸出端k2相連，燈絲電源模塊的輸出端f與行波管的燈絲F相連，修正電源模塊的輸出端k3分別與負(fù)偏電源模塊、正偏電源模塊的正極相連，負(fù)偏電源模塊、正偏電源模塊的負(fù)極均與調(diào)制開關(guān)電路的輸入端相連，陽極電源模塊的輸出端a與行波管的陽極A相連。
[0006]所述控制模塊的輸入輸出端通過光纖與調(diào)制開關(guān)電路的輸入輸出端相連。
[0007]所述高頻整流模塊由高頻供電板、小磁環(huán)和高頻整流板組成,高頻供電板的供電輸入端接外接電源，高頻供電板的輸出端通過高壓傳輸線與高頻整流板相連，小磁環(huán)套設(shè)在高壓傳輸線上，高頻整流板的輸出端分別與負(fù)偏電源模塊、正偏電源模塊、修正電源模塊、燈絲電源模塊相連。
[0008]所述控制模塊、高壓電源、陽極電源模塊的供電輸入端接外接電源。
[0009]所述高壓電源、陽極電源模塊的接地端均與行波管的外殼H相連。
[0010]所述陽極電源模塊、燈絲電源模塊、修正電源模塊、正偏電源模塊和負(fù)偏電源模塊均采用開關(guān)電源模塊。
[0011]所述調(diào)制開關(guān)電路包括隔離二極管VI，其陰極與正偏電源模塊的負(fù)極相連，其陽極分別與電阻Rl、R2、R3相連，電阻Rl的另一端分別與TVS鉗位管V2、行波管的柵極J相連，TVS鉗位管V2的另一端與行波管的陰極K相連；電阻R2的另一端與開啟開關(guān)SI的一端相連，開啟開關(guān)SI的另一端與正偏電源模塊的正極相；電阻R3的另一端與關(guān)斷開關(guān)S2的一端相連，關(guān)斷開關(guān)S2的另一端與負(fù)偏電源模塊的負(fù)極相連，電阻R4并接在關(guān)斷開關(guān)S2的兩端上，開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2的控制端均通過光纖與控制模塊的輸出端相連。
[0012]所述開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2均采用固態(tài)開關(guān)。
[0013]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的陰極電源和收集極電源做成一個(gè)高壓電源7，利用中間抽頭的方式給收集極C供電，高壓電源7的主電路采用BUCK電路、全橋電路相結(jié)合方式，更好提高了電源的轉(zhuǎn)換效率；高壓電源7的控制電路中采用PID控制器雙閉環(huán)調(diào)整，更有效地實(shí)現(xiàn)了陰極電源的高精度、低紋波的性能。本實(shí)用新型的正偏電源模塊的輸出電壓可通過外部調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)聚焦極點(diǎn)電位值，從而控制行波管的柵極J的工作。本實(shí)用新型的其他各個(gè)電源模塊均采用開關(guān)電源模塊，用于給燈絲電源模塊、負(fù)偏電源模塊、正偏電源模塊供電的高壓隔離變壓器也改為小體積的高頻整流模塊來實(shí)現(xiàn)，這些均大大減小了行波管放大器電源裝置的體積。同時(shí)增加一個(gè)控制模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、反饋和控制行波管放大器電源裝置的工作，更加提高了行波管放大器電源裝置的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的原理框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的電路原理框圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型的輸出波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種行波管放大器電源裝置，包括控制模塊4，其脈沖接收端分別外接光脈沖信號(hào)、電脈沖信號(hào)，其輸入輸出端分別與高壓電源7、調(diào)制開關(guān)電路I的輸入輸出端相連，調(diào)制開關(guān)電路I的輸出端與行波管3的柵極J相連，高頻整流模塊2分別向負(fù)偏電源模塊9、正偏電源模塊10、修正電源模塊11、燈絲電源模塊12供電，高壓電源7的輸出端c與行波管3的收集極C相連，高壓電源7的輸出端kl分別與燈絲電源模塊12的輸出端k、修正電源模塊11的輸出端k2相連，燈絲電源模塊12的輸出端f與行波管3的燈絲F相連，修正電源模塊11的輸出端k3分別與負(fù)偏電源模塊9、正偏電源模塊10的正極相連，負(fù)偏電源模塊
9、正偏電源模塊10的負(fù)極均與調(diào)制開關(guān)電路I的輸入端相連，陽極電源模塊8的輸出端a與行波管3的陽極A相連。所述控制模塊4的輸入輸出端通過光纖與調(diào)制開關(guān)電路I的輸入輸出端相連。如圖2所示。
[0019]如圖2所示，所述高頻整流模塊2由高頻供電板5、小磁環(huán)和高頻整流板6組成，高頻供電板5的供電輸入端接外接電源，高頻供電板5的輸出端通過高壓傳輸線與高頻整流板6相連，小磁環(huán)套設(shè)在高壓傳輸線上，高頻整流板6的輸出端分別與負(fù)偏電源模塊9、正偏電源模塊10、修正電源模塊11、燈絲電源模塊12相連。所述控制模塊4、高壓電源7、陽極電源模塊8的供電輸入端接外接電源。所述高壓電源7、陽極電源模塊8的接地端均與行波管3的外殼H相連。高頻供電板5的輸入端外接電源，即市電，其輸出端outl通過高壓傳輸線穿過小磁環(huán)并回到高頻供電板5的輸出端out2 ;高頻整流板6的輸入端ini通過高壓傳輸線穿過小磁環(huán)的另一端并回到高頻整流板6的輸入端in2，其輸出端分別與燈絲電源模塊12、修正電源模塊11、正偏電源模塊10和負(fù)偏電源模塊9的輸入端相連接。
[0020]如圖3所示，所述調(diào)制開關(guān)電路I包括隔離二極管VI，其陰極與正偏電源模塊10的負(fù)極相連，其陽極分別與電阻R1、R2、R3相連，電阻Rl的另一端分別與TVS鉗位管V2、行波管3的柵極J相連，TVS鉗位管V2的另一端與行波管3的陰極K相連；電阻R2的另一端與開啟開關(guān)SI的一端相連,開啟開關(guān)SI的另一端與正偏電源模塊10的正極相；電阻R3的另一端與關(guān)斷開關(guān)S2的一端相連，關(guān)斷開關(guān)S2的另一端與負(fù)偏電源|吳塊9的負(fù)極相連，電阻R4并接在關(guān)斷開關(guān)S2的兩端上，開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2的控制端均通過光纖與控制模塊4的輸出端相連。
[0021]以下結(jié)合圖2、3、4對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]控制模塊4的供電輸入端接外接電源，即市電，其脈沖接收端分別外接光脈沖信號(hào)pluse-Ι、電脈沖信號(hào)pluse-e,其脈沖發(fā)送端通過光纖線將脈沖信號(hào)pluse_out傳送給調(diào)制開關(guān)電路2的開啟開關(guān)SI和關(guān)斷開關(guān)S2,控制|旲塊4的使能發(fā)送端shot與聞壓電源7的輸入使能接收端enable相連接；
[0023]控制模塊4接收光脈沖信號(hào)pluse-Ι或電脈沖信號(hào)pluse_e后,產(chǎn)生脈沖開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)pluse-out，同時(shí)接收高壓電源7、負(fù)偏電源模塊9反饋的故障信號(hào)和系統(tǒng)機(jī)箱內(nèi)過溫的故障信號(hào)等，在監(jiān)測(cè)到故障信號(hào)的同時(shí)關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)pluse-out，同時(shí)控制模塊4也實(shí)時(shí)采集修正電源模塊11、正偏電源模塊10和負(fù)偏電源模塊9的實(shí)時(shí)電壓；高壓電源7、燈絲電源模塊12的實(shí)時(shí)陰極電壓、收集極電壓、燈絲電壓；行波管3管體的電流、行波管3燈絲電流。燈絲電源模塊12產(chǎn)生輸出電壓對(duì)行波管3加熱。高壓電源7產(chǎn)生陰極高壓輸出和收集極高壓輸出，脈沖開關(guān)把高壓電源7輸出的陰極高壓直流電變?yōu)槊}沖高壓輸出。
[0024]高壓電源7采取高壓變壓器次級(jí)雙繞組整流后疊加，其輸出高壓端包含兩個(gè)輸出抽頭kl，收集極c的電壓是利用穩(wěn)定住陰極K電壓的閉環(huán)來實(shí)現(xiàn)低紋波、高精度、高穩(wěn)定度等性能指標(biāo)。
[0025]所述的陽極電源模塊8、燈絲電源模塊12、修正電源模塊11、正偏電源模塊10和負(fù)偏電源模塊9均采用開關(guān)電源模塊，以實(shí)現(xiàn)其小型化、高效率。
[0026]所述的行波管12管體H接地,作為整個(gè)電源的零伏參考點(diǎn)。
[0027]如圖3所示，所述的開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2為固態(tài)開關(guān)，所述的固態(tài)開關(guān)為MOS管，不同于現(xiàn)有的全固態(tài)柵極脈沖調(diào)制方式，當(dāng)開啟開關(guān)SI損壞時(shí)，行波管3的柵極會(huì)有直流直通等缺陷。本實(shí)用新型將正偏電源模塊10的正極與負(fù)偏電源模塊9的正極相連接，并且增加了隔離二極管VI，用于保護(hù)正偏電源模塊10電壓不會(huì)直通，增加了 TVS鉗位管V2，用于防止行波管3的柵陰極電壓過高而擊穿，提高行波管放大器電源裝置的可靠性。
[0028]如圖4所示，接市電后，陽極電源模塊8、燈絲電源模塊12先工作，對(duì)行波管3的燈絲F進(jìn)行加熱；等待行波管3的燈絲F預(yù)熱到一定時(shí)間后，控制模塊4可產(chǎn)生shot信號(hào)送高壓電源7，即給行波管3加陰極高壓，約幾秒時(shí)間后，脈沖信號(hào)pluse-out送入調(diào)制開關(guān)電路2，即給行波管3加陰極脈沖高壓；
[0029]在tl?t2時(shí)刻，開啟開關(guān)SI導(dǎo)通，關(guān)斷開關(guān)S2關(guān)斷，正偏電源模塊10與限流電阻R2、隔離二極管V5構(gòu)成一個(gè)電流回路，行波管3的柵陰極兩端輸出柵調(diào)正或負(fù)脈沖，其柵陰極兩端電壓值取決于修正電源模塊11與正偏電源模塊10的電壓之差，以保證行波管3的柵陰極實(shí)現(xiàn)正偏置或是截止；[0030]在t2?t3時(shí)刻，關(guān)斷開關(guān)S2導(dǎo)通，開啟開關(guān)SI關(guān)斷，將負(fù)偏電源模塊9輸出電壓接通到行波管3的柵極上，以便將行波管3的電子注電流關(guān)斷，其柵陰極兩端電壓值取決于行波管3本身柵陰極間的阻抗與修正電源模塊11、負(fù)偏電源模塊9的電壓之差的乘積，修正電源模塊11輸出電壓值遠(yuǎn)小于負(fù)偏電源模塊9，即在t2?t3時(shí)刻，行波管3的柵陰極被截止；
[0031]在t3?t4時(shí)刻，開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2均關(guān)斷，行波管3的柵、陰極兩端電壓值取決于其本身柵、陰極間的阻抗，與其本身柵、陰極間的阻抗、打火限流電阻R1、限流電阻R3、分壓電阻R4之和的比值，和修正電源模塊11與負(fù)偏電源模塊9的電壓之差的乘積，以實(shí)現(xiàn)行波管3的柵陰極負(fù)偏置，即行波管3被截止。調(diào)節(jié)正偏電源模塊10的輸出電壓值可改變聚焦極點(diǎn)電位值，從而控制行波管3柵極J的工作。
[0032]綜上所述，本實(shí)用新型的穩(wěn)定性能好、紋波小、降低了體積、重量、成本，提高了對(duì)高壓打火的保護(hù)性能和可靠性，而且易實(shí)現(xiàn)聚焦極電壓電位的正負(fù)變換。
【權(quán)利要求】
1.一種行波管放大器電源裝置，其特征在于:包括控制模塊(4)，其脈沖接收端分別外接光脈沖信號(hào)、電脈沖信號(hào)，其輸入輸出端分別與高壓電源(7)、調(diào)制開關(guān)電路(I)的輸入輸出端相連，調(diào)制開關(guān)電路(I)的輸出端與行波管(3)的柵極J相連，高頻整流模塊(2)分別向負(fù)偏電源模塊(9 )、正偏電源模塊(10 )、修正電源模塊(11)、燈絲電源模塊(12 )供電，高壓電源(7)的輸出端c與行波管(3)的收集極C相連，高壓電源(7)的輸出端kl分別與燈絲電源模塊(12 )的輸出端k、修正電源模塊(11)的輸出端k2相連，燈絲電源模塊(12 )的輸出端f與行波管(3 )的燈絲F相連，修正電源模塊(11)的輸出端k3分別與負(fù)偏電源模塊(9)、正偏電源模塊(10)的正極相連，負(fù)偏電源模塊(9)、正偏電源模塊(10)的負(fù)極均與調(diào)制開關(guān)電路(I)的輸入端相連，陽極電源模塊(8)的輸出端a與行波管(3)的陽極A相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述控制模塊(4)的輸入輸出端通過光纖與調(diào)制開關(guān)電路(I)的輸入輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述高頻整流模塊(2)由高頻供電板(5)、小磁環(huán)和高頻整流板(6)組成，高頻供電板(5)的供電輸入端接外接電源，高頻供電板(5)的輸出端通過高壓傳輸線與高頻整流板(6)相連，小磁環(huán)套設(shè)在高壓傳輸線上，高頻整流板(6)的輸出端分別與負(fù)偏電源模塊(9)、正偏電源模塊(10)、修正電源模塊(11)、燈絲電源模塊(12 )相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述控制模塊(4)、高壓電源(7 )、陽極電源模塊(8 )的供電輸入端接外接電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述高壓電源(7)、陽極電源模塊(8)的接地端均與行波管(3)的外殼H相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述陽極電源模塊(8 )、燈絲電源模塊(12 )、修正電源模塊(11)、正偏電源模塊(10 )和負(fù)偏電源模塊(9 )均采用開關(guān)電源模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述調(diào)制開關(guān)電路(I)包括隔離二極管VI，其陰極與正偏電源模塊(10)的負(fù)極相連，其陽極分別與電阻R1、R2、R3相連，電阻Rl的另一端分別與TVS鉗位管V2、行波管(3)的柵極J相連，TVS鉗位管V2的另一端與行波管(3)的陰極K相連；電阻R2的另一端與開啟開關(guān)SI的一端相連，開啟開關(guān)SI的另一端與正偏電源模塊(10)的正極相連；電阻R3的另一端與關(guān)斷開關(guān)S2的一端相連，關(guān)斷開關(guān)S2的另一端與負(fù)偏電源模塊(9)的負(fù)極相連，電阻R4并接在關(guān)斷開關(guān)S2的兩端上，開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2的控制端均通過光纖與控制模塊(4)的輸出端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行波管放大器電源裝置，其特征在于:所述開啟開關(guān)S1、關(guān)斷開關(guān)S2均米用固態(tài)開關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK203536355SQ201320671684
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】邵康, 李運(yùn)海 申請(qǐng)人:合肥雷科電子科技有限公司