空投型雷達發(fā)射機陰極高壓電源設計
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(4)高壓整流二極管。高壓整流二極管是倍壓電路的重要元件，選定原則有3個(gè)：高壓輸出平均電流、耐壓余量、反向恢復時(shí)間。因為陰極高壓電源采用串級倍壓電路輸出15 kV高壓，使用了5組二倍壓整流電路串聯(lián)，每組倍壓電路只承受3 kV電壓，所以大大降低了對高壓整流二極管的耐壓要求，只要選擇1．5倍以上耐壓即可。高壓整流二極管的耐壓要求降低后，就選擇輸出平均電流大，反向恢復時(shí)間短的型號，以降低二極管的導通損耗，選擇5只1 000 V／1 A／75 ns的快恢復二極管串聯(lián)就能滿(mǎn)足使用要求。
(5)高壓儲能電容。選擇陰極高壓電源的高壓儲能電容器時(shí)，在滿(mǎn)足耐壓值前提下要盡量濾除輸出高頻紋波。設整機效率η，輸出峰值功率Pout，脈沖占空比D，則輸出的脈沖電流為
設當最大脈寬為τ時(shí)，儲能電容的頂降不大于2％，則可以求得儲能電容的容量為
實(shí)際取高壓儲能電容為20 kV／0．2μF。
2．2 結構設計
由于該空投型雷達發(fā)射機直接安裝于雷達天線(xiàn)的背面，其體積和重量都受到嚴格限制，并且在空投及落地階段沖擊振動(dòng)強烈。所以陰極高壓電源的小型化和抗振設計就成為結構設計所關(guān)注的重點(diǎn)，以下是陰極高壓電源結構設計的特點(diǎn)。
(1)高低壓分別在兩側布局。陰極高壓電源的內部釬焊有鋁合金隔板，將高低壓電路分開(kāi)在兩邊布局，充分利用空間互不干擾，如圖3所示。在隔板上安裝有穿墻插座，實(shí)現了高低壓電路之間的有效電氣連接。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177898.htm
(2)真空釬焊鋁合金殼體。陰極高壓電源采用輕巧堅同的鋁合金外殼，由真空鋁釬焊工藝完成。釬焊的殼體確保很高的結構強度，其密閉性不僅存高壓灌封時(shí)防止漏膠，還避免了孔縫泄漏電磁干擾的影響。
(3)鋁釬焊散熱器底板。陰極高壓電源的散熱器底板散熱面積大且重量輕，外加鋁保護薄板不易變形。
它接入發(fā)射機機箱的散熱風(fēng)墻通道，整機散熱效果良好。
(4)導熱絕緣膠干式固態(tài)封裝?？紤]到高海拔和高沖擊振動(dòng)環(huán)境適應性的需要，采用導熱絕緣膠干式固態(tài)封裝方式。將高壓側全部用雙組份導熱硅膠TPS-213-H進(jìn)行真空灌封，并加熱固化與外殼凝結成一個(gè)整體，有良好的高壓絕緣強度。該膠液態(tài)時(shí)流動(dòng)性強使真空消泡用時(shí)短，固化后能把高壓電路及高壓隔離變壓器的熱量迅速傳導至外殼，同時(shí)同化后的彈性還對沖擊振動(dòng)有一定緩沖作用。
3 結束語(yǔ)
介紹了一種多降壓收集極柵控行波管發(fā)射機的陰極高壓電源設計，如圖4所示。其效率最高達到94％，重量5 kg，輸出電壓紋波以及抗沖擊振動(dòng)性能均能很好地滿(mǎn)足指標要求。目前，該陰極高壓電源已經(jīng)成功應用在某空投雷達發(fā)射機系統，交付總站工作狀態(tài)良好，并順利通過(guò)空投試驗。
陰極高壓電源提高效率和小型化設計的成功，為空投雷達發(fā)射機的小型化提供了必要條件。在研制過(guò)程中，采用軟開(kāi)關(guān)諧振技術(shù)減少功率開(kāi)關(guān)管損耗，以串級倍壓電路輸出高壓，簡(jiǎn)化設計提高系統可靠性，并對強沖擊、低氣壓環(huán)境具有很好的適應性，這將對今后發(fā)射機高壓電源進(jìn)一步優(yōu)化設計提供技術(shù)支撐。應開(kāi)展串級倍壓輸出多路高壓、進(jìn)一步提升高壓電源效率、以及高壓電源大功率輸出等方面研究，適應發(fā)射機系統多樣化功能的需求。該陰極高壓電源小型化效果好、功率密度大、對發(fā)射機工作比適應性寬、研制周期短，有利于提高發(fā)射機系統的功率容量、效率和頻譜質(zhì)量。
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