机载火控有源相控阵雷达高功率电源系统的设计.pdf

南京理工大学
硕士学位论文
机载火控有源相控阵雷达高功率电源系统的设计
姓名:徐国林
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:朱晓华;李网生
20070501
摘要本文以某杌载火控有源相控阵雷达高功率电源系统的设计研制为背景,对移相控制高频软开关技术和并联均流进行了应用研究。论文介绍了开关电源的硬开关功率变换技术和软开关功率变换技术的特点,系统地剖析了基本的移相控制零电压开关疟浠黄鞯墓ぷ髟怼7治隽耸迪至愕缪箍9氐奶跫捌淇刂撇呗裕大功率一次开关电源样机的研制,详细介绍了该高频软开关电源的主电路设计、控制保护电路设计、滤波电路的设计以及各主要元器件的参数的设计方法。总结和分析了并联均流技术,在并联开关电源设计中,要采用特殊的均流技术,使并联连接的开关电源闻的负载电流能平均分配。根据均流芯片对大功率一次电源均流进行了设计。通过本论文的研究工作的开展,有助于对软开关电源的分析与设计,为拓展全桥移相软开关电源电路的应用奠定了基础。实物样机的研制成功,验证了设计方案的可行性。关键词:软开关移相控制零电压开关均流工程硕士论文机载火控有源相控阵雷达高功率电源系统的设计
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研究生签名:—驺斗研究生签名:—年警鹉月、蝈年咽声明学位论文使用授权声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。中作了明确的说明。
剖阵面电源模块卜暾竺娴缭茨?椴骹阵面电源模块卜髀三相交流输入疪组件赶阵面下疪组件概述在现代战争中,先进的战斗机对掌握制空权起着非常重要的作用。随着作战飞机性能的提高,机载火控雷达面临着一系列的挑战:第一,雷达作用距离需提高到与现代空战要求相适应的水平,这大约相当于现有的机载雷达的作用距离增加一倍左右;第二,应具有对付多批目标的跟踪能力。机载火控雷达采用有源相控阵体制,是解决这些新要求的最佳方案。美国第四代战斗机在年试飞成功,性能比第三代战机有大幅提升,它采用的就是机载火控有源相控阵雷达“机载火控有源相控阵雷达的供电方式有很大的不同。传统机载火控雷达采用的是大功率、高压电源向发射机供电的方式;机载火控有源相控阵雷达电源向固态有源相控阵阵列上疪组件供电,由于疪组件工作电压很低,数量众多,所以要求电源电压较低,电流很大,为大功率、低压的方式。目前我们采用两级变换方式,电源系统框图见图所示。在阵面下采用大功率电源的零电压开关电源技术脚,将雷达输入三相的交流电变换成绷鳎宋R级变换,再把ü赶叽ǖ秸竺妫僭谡竺嫔喜捎眯」β誓?榧际踅变换成所需要的各种电压。这很好的解决了由于低压大电流传输导致的线路压降,提高了电源系统的效率,降低了电源系统的重量。一次电源图电源系统原理框图电源的技术创新从年底晶体管阀世到现在半个多世纪以来,电源技术的发展不断创新,主要表现在以下几个方面;咂祷开关电源在电源技术中占有越来越重要的地位,从⒄沟礁呶榷ǘ取⒋容量、小体积、开关频率大到兆赫级的高频开关电源。高频化带来了原材料消耗的降低、电源系统的小型化、系统动态反应的加快,这进一步扩展了电源的应用范围。吕砺邸⑿录际工程硕士论文机载火控有源相控阵雷达高功率电源系统的设计卜\●
一分布式供电,这也使得雷达电源系统供电体制走向多元化”“谐振变换、移相谐振、零电流⒘愕缪筆等电路拓扑理论;功率因数校正、并联均流、同步整流、高频磁放大器、遥感遥控、微机监控等新技术。牵引了现代电源技术的发展。缕骷⑿虏牧绝缘栅双极性基体管、功率场效应晶体管、智能功率模块栅控晶闸管⒕驳绺杏骞、超快恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型铁氧体、非晶和微晶软磁合金等元器件,应用在现代电源系统中,促进电源产品的升级换代。悄芑控制电源、驱动电路、保护电路采用集成组件。控制电路采用全数字化。控制手段采用微处理器等可编程器件,达到了较高的智能化程度,并且方便上级系统实时监控电源系统的工作状态。?榛电源技术发展的特点是电源电路的模块化、集成化。单片电源和模块电源取代整机电源,功率集成技术简化了电源的结构。雷达电源系统中派生出新的供电体制电源技术的发展趋势开关电源模块的基本电路原理如图所示,它主要可分为一次整流电路、防浪涌电路和功率因数校正、主逆变器、高频变压器、二次滤波电路、主逆变器控制电路和辅助电源等几部分。一次整流电路