《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種高效率行波管高壓電源的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究
電子技術(shù)應(yīng)用
劉期輝1,,高文雷1,,崔瑤1,,劉銀川1,,郝保良2
1.北京真空電子技術(shù)研究所,;2.中國(guó)電波傳播研究所
摘要: 針對(duì)6~18 GHz 50 W超小型微波功率模塊,,提出了一種半橋LLC諧振多級(jí)高壓變換電路,。通過(guò)對(duì)半橋LLC諧振變換器設(shè)計(jì)和基于改進(jìn)型3型相位補(bǔ)償器反饋回路的研究,,將低壓48 V升壓為行波管陰極和三級(jí)降壓收集極所需的4路穩(wěn)定高壓,整體高壓效率相對(duì)于同功率量級(jí)微波功率模塊從92%提升至95%,。實(shí)測(cè)電源在輸入電壓44~52 V范圍內(nèi)最高效率達(dá)到95%,,最低效率超過(guò)92%,電源在空載和滿載之間切換時(shí)陰極電壓輸出變化小于1 V,。
關(guān)鍵詞: LLC 高壓電源 行波管 高效率 仿真
中圖分類號(hào):TN710 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234530
中文引用格式: 劉期輝,,高文雷,崔瑤,,等. 一種高效率行波管高壓電源的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,,2024,50(5):97-101.
英文引用格式: Liu Qihui,,Gao Wenlei,,Cui Yao,et al. Design and experimental study of a high-efficiency high-voltage power supply for travelling wave tube[J]. Application of Electronic Technique,,2024,,50(5):97-101.
Design and experimental study of a high-efficiency high-voltage power supply for travelling wave tube
Liu Qihui1,Gao Wenlei1,,Cui Yao1,,Liu Yinchuan1,Hao Baoliang2
1.Beijing Vacuum Electronics Research Institute,; 2.China Research Institute of Radiowave Propagation
Abstract: This paper presents a half-bridge LLC resonant multistage high voltage converter circuit for 6~18 GHz 50 W ultra-small microwave power module. Through the design of half-bridge LLC resonant converter and the research of improved feedback loop based on type 3 phase compensator, the low-voltage 48 V is boosted to the 4-channel high voltage required by the cathode of the traveling wave tube and the three-stage step-down collector, and the overall high voltage efficiency is improved from 92% to 95% compared with the MPMs of the same power level. The experimental test efficiency reaches 95% in the range of input voltage 44~52 V, and the minimum efficiency exceeds 92%. The change of cathode voltage output is less than 1 V when the power supply switches between no load and full load.
Key words : LLC,;high-voltage power supply;TWT,;high efficiency,;simulation

引言

行波管是一類應(yīng)用廣泛的微波功率放大器件,具有高帶寬,、高功率和高效率等特點(diǎn)[1],,其中連續(xù)波行波管可用于通信系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)中的干擾機(jī)等[2]。行波管高壓電源是上述系統(tǒng)中的主要組成部分之一,,其性能直接影響系統(tǒng)整體的可靠性,、使用壽命和工作效率,。L-3公司研制的型號(hào)為M1870的Ku波段通信用微波功率模塊[3],,輸出功率為40 W,其中高壓電源功率量級(jí)為150 W,效率為91%,。隨后該公司研制了型號(hào)為M1871的Ka波段通信用微波功率模塊[4],,輸出功率為50 W,其中高壓電源功率量級(jí)為200 W,,效率為91%,。電科十二所研制的型號(hào)為CKu501的電子戰(zhàn)用微波功率模塊[5],輸出功率為50 W,,其中高壓電源功率量級(jí)為200 W,,采用基于移相全橋變換器的主功率電路,效率為92%,。在機(jī)載和彈載等體積要求嚴(yán)苛的應(yīng)用環(huán)境中,,提高微波功率模塊效率,意義重大[6-8],。本文針對(duì)某型寬帶連續(xù)波行波管設(shè)計(jì)了一款基于半橋LLC諧振變換器的高壓電源,,額定輸入電壓為48 V,輸入電壓范圍為44~52 V,,額定輸出功率為165 W,,陰極輸出電壓對(duì)地為-3.1 kV,峰值效率達(dá)到95%,。


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作者信息:

劉期輝1,,高文雷1,崔瑤1,,劉銀川1,,郝保良2

(1.北京真空電子技術(shù)研究所,北京 100015,;2.中國(guó)電波傳播研究所,,河南 新鄉(xiāng) 453000)


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