ITPM在雷達發(fā)射機高壓電源中的應用

1 引 言

　　速調(diào)管因其高功率、高效率等顯著特點在雷達發(fā)射機中有著廣泛的應用[1]，本文介紹的速調(diào)管陰極高壓電源功率達到60 kW。為了避免速調(diào)管陰極高壓電源突加對電站的巨大沖擊造成電站跳閘或發(fā)射系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定甚至電站機組的損毀；為了新速調(diào)管工作初期的需要，其陰極電壓要求從較低的電壓逐步上升到額定值；同時考慮到速調(diào)管功率帶寬調(diào)試的方便以及速調(diào)管額定工作電壓參數(shù)的離散性等因素，常規(guī)的方法都是增加一個附屬設備--大功率調(diào)壓器。而該大功率速調(diào)管雷達發(fā)射機通過三相交流晶閘管智能模塊的成功應用，圓滿地解決了上述所有問題，同時減少了雷達的設備量，提高了雷達的機動性能，ITPM調(diào)壓技術成為該雷達的閃光點之一，受到用戶的廣泛好評。

　　2 晶閘管智能模塊的性能特點

　　2．1模塊的性能特點

　　晶閘管智能控制模塊的最大特點是采用全數(shù)字移相觸發(fā)集成電路，控制電路與晶閘管主電路集成于一體后，使模塊具備了強大的電力調(diào)控功能[2]。模塊輸出對稱性高，無直流分量。模塊壓降小、功耗低，效率高、節(jié)電效果好。大規(guī)格模塊具有過熱、過流、缺相保護功能。觸發(fā)控制電路采用進口貼片元件，保證了良好的可靠性。直流控制信號輸入0～10 V，可對主電路輸出電壓進行平滑調(diào)節(jié)。

　　2．2 三相交流ITPM原理圖

　　圖1中，DCl2 V為外接直流12 V控制電源正極；GND1為控制電源地線及屏蔽線；GND2為控制電源地線，內(nèi)部與GND1相通；CON1為O～10V直流信號輸入；ECON為方便用戶檢測模塊功能使用，此端在模塊內(nèi)部通過1 kΩ電阻與控制電源+12 V連接，輸出10 V直流信號，可外接10～100 kV電位器，但不宜作給定信號使用(此端一般空置)。

　　2．3模塊的導通角要求

　　模塊在較小導通角時(即模塊高輸入電壓、低輸出電壓)輸出較大電流，會使模塊嚴重發(fā)熱甚至燒毀。因為在非正弦波狀態(tài)下用普通儀表測出的電流值，不是有效值。所以，盡管儀表顯示的電流值并未超過模塊的標稱值，但有效值會超過模塊標稱值的幾倍。因此，要求模塊應在較大導通角下(100°以上)工作。模塊在不同輸出電壓下允許的最大輸出電流比例可參見表1。

　　表1中，U實為模塊實際輸出電壓；U標為模塊能輸出的最高電壓；I實為模塊實際輸出電流；I標為模塊標稱最大電流。

　　2．4模塊的主要參數(shù)

　　(1)工作頻率f為50 Hz,

　　(2)輸入線電壓范圍VIN(RMS)為300～450 V AC；

　　(3)三相交流輸出電壓不對稱度6％；

　　(4)控制電源電壓12 V DC,

　　(5)控制信號電壓VCON1為0～10 V DC；

　　(6)控制信號電流ICON1≤10μA；

　　(7)輸出電壓溫度系數(shù)600 PPM／℃；

　　(8)模塊絕緣電壓VISO(RMS)≥2 500 V；

　　(9)工作殼溫≤80℃；

　　(10)最大輸出電流150 A；

　　(11)電流上升率di／dt：100 A／μs；

　　(12)電壓上升率dv/dt：500 V／μs。

　　2．5 控制、輸出特性曲線

　　圖2中，上曲線為三相整流模塊控制、輸出特性曲線，下曲線為三相交流模塊特性曲線。橫坐標為控制電壓VCON1的電平，縱坐標為主電路輸出電壓與輸入電壓(電源電壓)之比。