[發明專利]一種高壓輸入快速動態響應的超薄TR組件電源

在審

• 申請號: 202110507848.3
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113300605A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 劉剛;潘李云;朱亦丹;孫前剛;李甘霖
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二三研究所
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387;H02M3/156
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發明提出了一種高壓輸入快速動態響應的超薄TR組件電源設計方法，包括Buck模塊，HalfBridge模塊，集成IC1模塊，整流濾波模塊，集成IC2模塊，隔離反饋模塊，PWM控制器模塊，所述Buck模塊連接DC650V高壓輸入，另一端連接HalfBridge模塊，所述HalfBridge模塊另一端連接整流濾波模塊，所述集成IC1模塊、集成IC2模塊和隔離反饋模塊的輸入連接整流濾波模塊，所述PWM控制器模塊連接隔離反饋模塊的輸出，控制Buck模塊和HalfBridge模塊的開關動作。本發明將具有相同輸入輸出特性的電源厚度減小到8mm，同時具有快速動態響應能力，能夠匹配脈沖制工作的超薄型TR組件模塊。

技術領域

本發明涉及相控陣雷達TR組件供電技術，尤其涉及一種高壓輸入快速動態響應的超薄TR組件電源。

背景技術

相控陣雷達(PhaseArray Radar)天線陣面由許多輻射和接收單元(陣元)組成，單元數目少則幾百，多則幾千，甚至上萬。單元數越多，需求的功率越大，大功率甚至超大功率陣面供電使用低電壓傳輸帶來很多問題：傳輸損耗大，效率低；電流大，傳輸電纜粗；傳輸導體熱耗大，散熱不易處理等。所以大功率雷達開始逐漸轉向選擇高壓直流供電。

高壓直流供電能夠克服上述低電壓傳輸的缺點，但是對陣面TR組件電源設計帶來很大挑戰，高壓輸入需要足夠的安全間距，而薄型電源內部空間狹小，高壓不易處理，目前450VDC～650VDC輸入的電源模塊厚度通常在12.7mm左右，最薄的定制型電源厚度不少于9mm，現階段，厚度每降低1mm都十分困難，但是對于陣列天線間距很小的情況，這樣的厚度根本無法滿足使用要求，受制于兩個因素：1、薄型電源內部有效可利用高度小，高電壓絕緣間距難處理；2、功率器件厚度、變壓器厚度和板卡安裝高度限制了模塊厚度難以減少。

發明內容

本發明的目的在于提出一種高壓輸入快速動態響應的超薄TR組件電源。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種高壓輸入快速動態響應的超薄TR組件電源，包括Buck模塊、HalfBridge模塊、整流濾波模塊、集成IC1模塊、集成IC2模塊、隔離反饋模塊和PWM控制器模塊，所述Buck模塊和HalfBridge模塊構成電源主拓撲，其中：Buck模塊連接DC650V高壓輸入，對輸入高壓650VDC斬波后，輸出360VDC的中壓直流母線，作為HalfBridge模塊的輸入電壓；HalfBridge模塊的平面變壓器模塊初級對輸入電壓進行高頻逆變，平面變壓器模塊次級將能量傳遞給整流濾波模塊，產生+28V主路輸出電壓；整流濾波模塊的輸出電壓連接集成IC1模塊、集成IC2模塊和隔離反饋模塊，集成IC1模塊將+28V轉換成+5V，集成IC2模塊將+28V轉換成-12V，隔離反饋模塊采樣+28V輸出送到PWM控制器模塊用于閉環控制，產生開關控制信號，控制Buck模塊和HalfBridge模塊的開關動作。

進一步的，所述Buck模塊中，儲能電感采用Planar ER core磁芯，線圈采用印制板印制線，以降低模塊厚度。

進一步的，所述HalfBridge模塊中，平面變壓器模塊采用EQ磁芯，線圈采用印制板印制線，以降低模塊厚度。

進一步的，所述電源的安裝殼體內表面部分凹形設計，以拓展電源內部有效可用空間。

更進一步的，通過提升Buck模塊開關頻率，使得采用Planar ER core磁芯，采用印制板印制線線圈制備的續流電感L1，其感量滿足要求。

更進一步的，通過提升HalfBridge模塊2開關頻率，使得采用EQ磁芯，采用印制板印制線線圈制備的平面變壓器，其次級匝數滿足要求。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：將具有相同輸入輸出特性的電源厚度減小到8mm，同時具有快速動態響應能力，能夠匹配脈沖制工作的超薄型TR組件模塊。

附圖說明

圖1是本發明高壓輸入快速動態響應的超薄TR組件電源的架構圖。