在轨功率可调行波管放大器电源设计与实现

传统星载行波管放大器研制完成后饱和输出功率固定,要改变行波管输出功率,只能通过行波管输入功率回退的方法,其最大缺点是行波管的效率随之大大降低,并非真正意义上的在轨功率可调行波管放大器。本文提出并实现了一种在轨功率可调行波管放大器电源,能够与功率可调行波管集成在轨功率可调放大器,实现在轨调节行波管放大器输出功率的功能。其特点在可调输出功率范围内,放大器一直工作在饱和点,输出稳定的射频功率,且具有较高的输出效率,提高卫星能源利用效率。

雷达散射计低噪声脉冲行波管放大器电源研制

本文提出并实现了一种降低脉冲行波管放大器噪声的设计方案,解决了深空探测脉冲行波管放大器一直存在的阴极纹波噪声大、脉内及脉间噪声功率谱密度较差、低重频脉宽调制难以实现等技术难点。该方案首先利用脉宽调制(PWM)技术控制的有源滤波器来降低卫星母线脉冲电流波动,进而减小电流对器件的冲击延长使用寿命;其次在升压电路后级使用基于比例积分微分(PID)调节的线性稳压器,来进一步地减小阴极纹波噪声;调制器电路使用多级悬浮调制器隔离技术及展频电路,实现降低纹波噪声和低重频脉宽调制的功能。基于以上设计,实现了脉冲行波管放大器噪声功率谱密度低于-90 dBm/Hz,产品杂波抑制度低于-75 dBc。将其用于相关型号散射计分系统的鉴定与验收试验,相关性能指标达到了国际水平,实现风速测量优于1.8 m/s的指标,成为国内首台空间应用的高可靠、长寿命脉冲行波管放大器。

一种新型软开关同步Buck变换器的研究

介绍了一种新型零电压开关和零电流开关(ZVS-ZCS)脉宽调制(PWM)同步Buck变换器。采用辅助开关管和无损缓冲电路相结合的方式,在整个范围内实现了主开关管和辅助开关管的软开关,提高了变换器的效率。在此详细分析了该变换器的工作原理,并在一台450 W,60 kHz的样机上验证了该电路的可行性,最高效率达到97.2%,满载效率达到97%。

一种延长行波管放大器寿命的灯丝电路设计

灯丝是行波管的重要组成部分,灯丝供电方式会影响行波管阴极的发射,进而影响行波管放大器的寿命。传统的行波管放大器使用恒定电压的灯丝供电电路设计,使得行波管阴极在开启瞬间过电流,并且在行波管寿命末期,由于阴极活性下降,阴极工作状态由空间电荷限制区向温度限制区转移,无法通过改变灯丝电流使得阴极再次回到空间电荷限制区,出现输出功率下降,行波管寿命降低等问题。本文设计了一种新的分档式行波管灯丝供电电路,在灯丝开启阶段以及行波管使用的初期和寿命末期,分别设置不同的灯丝有效值。既减小灯丝开启时,灯丝浪涌对行波管阴极的影响,也可以通过遥控指令,在行波管寿命的末期,将已经工作在温度限制区的阴极,再次升温到空间电荷限制区,使得阴极电子发射能力长期保持在较为理想的水平,保证行波管输出功率,延长行波管寿命。

星载EPC高压变压器分布电容计算

随着开关电源工作频率提高,变压器分布参数的影响也逐渐显著。文章以静电场理论出发,用场路结合的方法,通过有限元分析软件Ansys Maxwell对星载行波管放大器EPC高压变压器内部电场进行了数值计算,以此为基础,处理得到高压变压器分布电容参数,给出了相应的等效电路模型,为系统电路仿真提供数据支撑。