相控阵雷达TR组件电源制造技术

本发明专利技术提出的一种相控阵雷达TR组件电源，旨在提供一种可靠性高，集成度高，安装、维护、升级扩容方便的TR组件电源。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：前端带有弓形拉手的电源模块(8)通过电源机箱前面板(1)上线阵排列的矩形窗口，以行列的方式并排在电源机箱底板(4)的模块通道上，带有连接器的尾端插入模块盲插连接器(13)，模块盲插连接器通过连接背板(7)连接于固定在电源机箱后面板(5)上的电源输入输出连接器(12)用于直流电源输出，主控板(9)一端通过高速排线与人机交互面板(10)相连接，另一端通过连接背板与插入模块盲插连接器的电源模块(8)相连接，完成从一路高压交流供电到多路低压直流用电的可靠稳定转换。

【技术实现步骤摘要】
相控阵雷达TR组件电源
本专利技术涉及相控阵雷达的TR组件电源。
技术介绍
相控阵雷达的一个最重要形态特点是TR组件通道规模巨大，其TR组件的通道数可达成千数万个。相控阵雷达TR组件供电电源有其特殊性，一个TR组件平均功率约为一百多瓦，一部雷达往往需要一百多个甚至数百上千个TR组件，电源总功率达十余千瓦至几百千瓦，而工作电压仅为几十伏，故属于低压大电流工作模式电源，其中电源模块的功能主要是把来自市电或油机电源的220V交流电源可靠地转换成多路TR组件需要的直流低压电源。为了保证结构紧凑，便于实现，相控阵雷达设计时通常会将几十个TR组件通道集成设计在一个子阵模块内，该子阵模块通过一路直流电源进行设备供电。由于相控阵雷达多要求TR组件电源在恶劣的工作环境中具有极高的可靠性，每个组件对电源的功率、纹波、体积、重量、维修时间均有严格要求。相控阵雷达TR组件通道数量巨大，为了保证相控阵雷达的作用有效性，就需要尽量多的TR组件通道参与波束形成与指向，这就要求各个TR组件电源之间具备故障隔离功能，某个TR组件通道的电源故障不能影响其他通道TR组件的正常工作。相控阵雷达一般要求7*24h全天工作，所以当单个TR组件通道电源故障需要维修更换时，不能停机影响其他通道的正常工作，故障电源模块更换后需要能够立即恢复该通道TR组件的工作状态参与雷达系统工作，这就要求电源模块具备热插拔维修更换功能。由于总功率比较大，受到体积、重量和工作环境条件等诸多因素的限制，整个组件电源要解决的技术难题很多。因此，相控阵雷达TR组件电源系统是相控阵雷达的关键系统之一，电源设计的合理性，高可靠性、高功率密度很重要。国内目前对TR组件的供电方式，常采用集中供电的方式，即由一个大功率的低压电源给众多的TR组件供电。该电源可以是单个大功率开关电源，也可以通过几个功率稍小的开关电源组件并联均流来实现。采用单个大功率电源供电，虽然其成本会比采用多个较小功率的电源给出相同功率的供电系统降低很多，但是，如果单个电源发生故障，整个发射机系统均会失效。因此，从提高雷达系统的可靠性和可维修性方面考虑，一般采用多个电源模块组件独立供电，并且允许在某个电源组件出现故障时，整个雷达系统其他通道仍能正常工作。为了解决电源的设计难度，现有技术通常采用集中供电的方式对TR组件供电。集中电源系统往往是为某种应用而设计，电源的输出电压和负载电流能力是确定的，扩展能力较差。集中式电源系统是指在一个电子系统或电子设备中，电源作为一个独立的部件出现，该部件模块只有一级AC/DC或DC/DC功率交换器将输入电压变换成系统所需的直流电压，然后通过直流输电线路将各种电压传送给不同的用电负载。在集中供电中，所有的组件由同一个电源供电，虽然有利于雷达精度的提高，但也存在一定的不足，一方面，大功率低压电源本身的设计难度大、调试复杂，另一方面，集中供电也带来热管理、电磁兼容等方面的问题，并且集中式电源发生故障时，整个系统要停机，一旦电源出现故障将引起整个系统瘫痪，因此可靠性差，而且系统重构成本高、系统效率低，负载效应差，对散热装置的要求也更加苛刻，若负载电流发生跃变，输出端将产生电压偏差，有时偏差过大，电源系统调整确实存在困难。典型的集中式电源系统，尤其是在低电压大电流的情况下，将导致直流输电线路损耗加大、负载效应变差、整个电源系统效率降低。它很难适应不同负载的需要。尽管集中电源系统有这么多的缺点，但由于电源系统结构简单、成本低，因此至今仍然是应用较广泛的一种电源结构。上世纪90年代初，DC/DC模块电源的大量面市，大大地简化了几十瓦到几百瓦电源的设计。以模块电源取代分立元件设计方案，好比用微处理机代替集成块设计电子线路一样，可更加灵活快捷地完成系统设计及开发，缩短开发及更改设计所花费的时问，节省人力及技术投资。模块电源是利用先进的制造工艺，构成一个整体的结构紧凑，体积小的高质量的线性或开关型稳压电源。现已面市的有DC/DC、包括含功率因数校正的前端模块AC/DC、抗电磁干扰模块等许多系列。其输出功率范围从几瓦到几千瓦；工作温度从一55℃～+125℃；输出结构有单路输出、双路输出、三路输出及多路输出。DC/DC模块的输入电压范围为4～8V，9～18V，18～36V，36～75V，88～185V及200～400V；AC/DC模块输入电压范围为85～264VAC，120～370VAC；DC/DC模块输出电压为2V～95V；AC/DC模块输出电压为5～48V及280～360V不等。这些高质量的电源模块给电源系统设计在更大功率密度、高可靠性、灵活性、提高效率、减少配电损耗、便于热管理、故障容许配置以及缩短上市时间等方面提供了很多方便。传统的相控阵电源设计一般分为两级模块实现，前一级AC/DC模块将输入的高压交流电进行整流转换为高压直流电并进行功率因数校正，后一级DC/DC模块再将高压直流电转换为TR组件所需要的低压直流电，结构形式上一个前级的AC/DC模块通常会带有多个DC/DC模块负载。此种设计形式主要存在以下问题：(1)由于多个DC/DC模块共用前一级的AC/DC模块，后级的某一个DC/DC模块故障会影响到连接于同一个AC/DC模块上的其他DC/DC模块的正常工作。当单个电源通道出现故障时，经常会造成多个TR组件通道无法工作，没法做到相控阵雷达系统的可靠性工作和故障隔离要求；(2)前级AC/DC模块故障时会造成连接在其上所有DC/DC模块功能失效。由于多个DC/DC模块共用一个前一级的AC/DC模块，所以AC/DC模块存在单点故障的设计问题，这就对于AC/DC模块的可靠性设计提出了极大的要求，同时也降低了相控阵雷达系统的可用性；(3)AC/DC模块和DC/DC模块相互交联，系统复杂，维修操作困难，费时费力，不便于设备的后期维护。当单个AC/DC模块或DC/DC模块故障需要维修更换时，往往需要系统停机，设备开盖，对于需要连续不停机工作的相控阵雷达来说是不可接受的。
技术实现思路
为了克服现有相控阵雷达TR组件电源存在的上述缺陷，提高电源设备的可靠性、维护性和维修性，避免电源模块故障时，维修性差，故障隔离率低的缺点，本专利技术提供一种可靠性高，集成度高，安装、维护、升级扩容方便的相控阵雷达TR组件电源。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：标准封装的上架电源机箱中的电源模块8及其电连接的主控板9、带有人机交互面板10和电源输入开关11的电源机箱前面板1，其特征在于：前端带有弓形拉手的电源模块8通过电源机箱前面板1上线阵排列的矩形窗口，以行列的方式并排在电源机箱底板4的模块通道上，带有连接器的尾端插入模块盲插连接器13，盲插连接器通过连接背板7连接于固定在电源机箱后面板5上的电源输入输出连接器12用于直流电源输出，主控板9一端通过高速排线与人机交互面板10相连接，另一端通过连接背板7与插入模块盲插连接器13的电源模块8相连接，完成从一路高压交流供电到多路低压直流用电的可靠稳定转换。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：可靠性高、便于维修。本专利技术利用背板盲插互联技术，将完全一致的多个电源模块集成在一个电源机箱中，构成一个结构紧凑、体积小、可靠性高的电源系统。该种设计保证了各个TR组件电源通道的故障隔离和工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵雷达TR组件电源，包括：标准封装的上架电源机箱中的电源模块(8)及其电连接的主控板(9)、带有人机交互面板(10)和电源输入开关(11)的电源机箱前面板(1)，其特征在于：前端带有弓形拉手的电源模块(8)通过电源机箱前面板(1)上线阵排列的矩形窗口，以行列的方式并排在电源机箱底板(4)的模块通道上，带有连接器的尾端插入盲插连接器模块(13)，模块盲插连接器通过连接背板(7)连接于固定在电源机箱后面板(5)上的电源输入输出连接器(12)用于直流电源输出，主控板(9)一端通过高速排线与人机交互面板(10)相连接，另一端通过连接背板(7)与插入模块盲插连接器(13)的电源模块(8)相连接，完成从一路高压交流供电到多路低压直流用电的可靠稳定转换。

【技术特征摘要】
1.一种相控阵雷达TR组件电源，包括：标准封装的上架电源机箱中的电源模块(8)及其电连接的主控板(9)、带有人机交互面板(10)和电源输入开关(11)的电源机箱前面板(1)，其特征在于：前端带有弓形拉手的电源模块(8)通过电源机箱前面板(1)上线阵排列的矩形窗口，以行列的方式并排在电源机箱底板(4)的模块通道上，带有连接器的尾端插入盲插连接器模块(13)，模块盲插连接器通过连接背板(7)连接于固定在电源机箱后面板(5)上的电源输入输出连接器(12)用于直流电源输出，主控板(9)一端通过高速排线与人机交互面板(10)相连接，另一端通过连接背板(7)与插入模块盲插连接器(13)的电源模块(8)相连接，完成从一路高压交流供电到多路低压直流用电的可靠稳定转换。2.按权利要求1所述的相控阵雷达TR组件电源，其特征在于：在电源机箱中，电源模块1、电源模块2...电源模块n的输入端通过220VAC并联在一起，并且通过独立的EMI滤波器、AC/DC隔离转换器连接主控MCU。3.按权利要求1所述的相控阵雷达TR组件电源，其特征在于：每个电源模块顺次通过EMI滤波器、AC/DC模块连接DC电源1的DC/DC模块和DC电源2的DC/DC模块，两个DC/DC电源之间并联有与主控MCU进行通信的MCU控制器，MCU控制器向两个DC/DC电源传输控制信号。4.按权利要求2所述的相控阵雷达TR组件电源模块，其特征在于：电源模块前端交流的AC/DC模块将交流电压变换成24V、48V或300V的直流电压，形成直流分布总线，利用直流总线传输到的DC/DC模块再来产生负载需要的直流电压，然后，通过直流输电线路将各种电压传送给不同的用电负载。5.按权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，王峰，徐茂格，程诗叙，韩明，冯林高，郭金超，李宇坤，杨攀，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51