一种高效率星载相控阵天线电源组件制造技术

本发明专利技术公开了一种高效率星载相控阵天线电源组件，包括RCC电路、降压开关电路、负压线性稳压电路、有源钳位正激电路；所述有源钳位正激电路包括电源脉宽调制电路、第二高频变压器TR2、同步整流驱动信号采样电路S13和同步整流驱动电路；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述降压芯片电源连接；所述RCC电路的输出端Ⅱ与所述负压线性稳压电路连接；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述电源脉宽调制电路连接；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述同步整流驱动电路连接。本发明专利技术提供了一种高效率星载相控阵雷达天线电源组件，能够有效提高电源组件的转换效率，同时减少了功率半导体MOS器件和集成电路的应用数量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率星载相控阵天线电源组件


[0001]本专利技术涉及电源领域，具体涉及一种高效率星载相控阵天线电源组件。

技术介绍

[0002]星载相控阵雷达天线电源组件是一种为卫星有效载荷天线阵面供电的装置，将卫星平台提供的不调节母线电源转换为天线阵面上用电设备使用的稳定电压电源。天线上装备的电子设备包含收/发(T/R)组件、延时放大组件、波控单元等。电源组件根据各电子设备的用电需求，通常需要提供多路稳压电源，分别为电子设备内逻辑、控制、驱动、射频功放以及栅极负电压偏置等供电。
[0003]随着我国火箭发射技术的发展以及用户对于雷达性能指标要求的提高，星载相控阵天线阵面的规模越来越大与卫星能源系统容量之间的矛盾日益突出，作为供电装置的电源组件高效率指标要求就变得非常重要。同时，相控阵天线是一种大型的全分布式架构系统，与之配套的数量庞大的电源组件的可靠性也是系统设计的关键。以往型号的星载相控阵天线电源组件多采用多路独立电源设计的供电架构，能够取得较好的供电品质。但是，存在电源效率偏低、电路复杂、体积大、功耗高的缺点，这是因为多路独立供电电路使用的功率拓扑导致电源内部配套应用的功率半导体MOS器件和集成电路的数量多，引起器件的固有损耗偏大导致。同时，功率半导体MOS器件与集成电路均为宇航环境中辐照敏感器件，大量的使用必然会增加总剂量效应和单粒子事件的风险。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种高效率星载相控阵天线电源组件，包括RCC电路、降压开关电路、负压线性稳压电路、有源钳位正激电路；所述有源钳位正激电路包括电源脉宽调制电路、第二高频变压器TR2、同步整流驱动信号采样电路S13和同步整流驱动电路；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述降压芯片电源连接；所述RCC电路的输出端Ⅱ与所述负压线性稳压电路连接；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述电源脉宽调制电路连接；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述同步整流驱动电路连接；第二高频变压器TR2的输出连接所述同步整流驱动信号采样电路的输入；所述同步整流驱动信号采样电路的输出连接同步整流驱动电路连接的输入，同步整流驱动电路的输出连接同步整流电路的输入。
[0005]进一步地，原边功率电路S11将不调节母线电源E1经过功率MOS管高频开关实现斩波，形成交流方波电压；所述第二高频变压器TR2将交流方波电压传递至变压器次级的同步整流电路S12；所述同步整流电路S12实现交流方波电压的整流；滤波电感L11和储能电容C11将整流后得到的直流方波转换为输出端Ⅲ的电源。
[0006]进一步地，第二高频变压器TR2包括4个绕组n1～n4；绕组n1为电源原边功率绕组，绕组n2为电源次级功率绕组，绕组n3和n4为信号绕组。
[0007]进一步地，所述同步整流驱动信号采样电路S13包括二极管D21～D22和分压电阻R21～R24；所述绕组n3的一端连接二极管D21的正极，二极管D21的负极串联分压电阻R21和
R22，分压电阻R22的输出分别连接绕组n3的另一端和分压电阻R24；绕组n4的一端连接二极管D22的正极和绕组n3，二极管D22的负极串联分压电阻R23和R24，所述分压电阻R21和R22之间的连接点为连接点P5，所述分压电阻R22和R24之间的连接点为连接点P6，所述分压电阻R24和R23之间的连接点为连接点P7；所述同步整流驱动信号采样电路S13的连接点P1和P2与原边功率电路S11连接，连接点P3和P4与同步整流电路S12连接，连接点P5与驱动电路INA连接、连接点P6与驱动电路地GND连接、连接点P7与驱动电路INB连接。
[0008]进一步地，所述降压开关电路S2包括两只功率MOS管以及相应的控制电路；降压开关电路S2的输出端与+3.3V电源输出滤波和储能电路S3连接。
[0009]进一步地，负压线性稳压电路S4通过电路S5的分压电阻获取需求的
‑
5V电源反馈电平信号，与负压线性稳压电路S4内部参考电平REF形成负反馈实现稳压；电路S5包括
‑
5V电源输出储能电容。
[0010]进一步地，所述同步整流电路S12包括两个功率MOS管。
[0011]进一步地，所述RCC电路包括不调节母线电压源E1、启动电阻R1、第一高频变压器TR1、预稳压电路S1、整流二极管D1～D2和储能电容C1～C2；所述不调节母线电压源E1的一端连接启动电阻R1的输入和高频变压器TR1，不调节母线电压源E1的另一端连接三极管V1的E级和预稳压电路S1；启动电阻R1的输出连接三极管V1的B级和预稳压电路S1；整流二极管D1和储能电容C1串联后与变频高压器TR1连接；储能电容C2和整流二极管D2串联后与变频高压器TR1连接。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0013]1.本专利技术采用RCC电路与有源钳位正激电路两个电路结构，结合降压开关电路和负压线性稳压电路的应用，实现星载天线阵面所需多路直流稳压电源。
[0014]2.本专利技术优化了同步整流电路驱动信号，有源钳位正激功率拓扑次级同步整流驱动采样信号来自高频变压器辅助绕组，经过驱动电路后驱动同步整流功率MOS管。与传统的自驱动式同步整流电路相比，具有最理想的驱动时长，此外还具有驱动电平恒定的优点，更能适应卫星平台提供的不调节母线电压宽范围变化的要求；
[0015]3.本专利技术的电源组件能够实现效率、体积最优设计，本专利技术将天线功放用大功率电源采用有源钳位正激电路实现高效率电压转换，将逻辑、控制以及栅极负电压偏置等低功率采用RCC电路结合电源芯片级联设计，减少了电路占板面积；且RCC电路同时实现了对有源钳位正激电路中控制、驱动芯片的供电；
[0016]4.采用本专利技术设计的电源组件，空间环境敏感器件(功率MOS器件、脉宽调制芯片和驱动芯片)的使用数量与以往电源组件相比有效减少，降低了空间环境对大型星载相控阵天线数量庞大的电源组件的辐照风险。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例一的电源组件组成框图。
[0018]图2是本专利技术实施例一的RCC电路与降压开关电路和负压线性稳压电路级联的电路示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例一的有源钳位正激电路的电路示意图。
[0020]图4是本专利技术实施例一的同步整流驱动信号采样电路的电路示意图。
具体实施方式
[0021]本专利技术的目的在于提供一种电路集成度高、转换效率高的星载相控阵天线电源组件，进一步提高了星载大型相控阵天线电能利用率。同时，由于对电源组件供电架构的优化设计，使得集成电路、功率MOS管等对于空间辐照敏感的器件的使用量大量减少，降低了空间环境对于大型相控阵天线电源系统的影响。采用本专利技术设计的电源组件适用于大型星载相控阵天线阵面供电系统。
[0022]下面结合附图，对本专利技术提出的高效率星载相控阵天线电源组件进行详细描述。
[0023]实施例一
[0024]如图1所示，本实施例所述的高效率星载相控阵天线电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率星载相控阵天线电源组件，其特征在于，电源组件包括RCC电路、降压开关电路、负压线性稳压电路、有源钳位正激电路；所述有源钳位正激电路包括电源脉宽调制电路、第二高频变压器TR2、同步整流驱动信号采样电路S13和同步整流驱动电路；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述降压芯片电源连接；所述RCC电路的输出端Ⅱ与所述负压线性稳压电路连接；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述电源脉宽调制电路连接；所述RCC电路的输出端Ⅰ与所述同步整流驱动电路连接；第二高频变压器TR2的输出连接所述同步整流驱动信号采样电路的输入；所述同步整流驱动信号采样电路的输出连接同步整流驱动电路连接的输入，同步整流驱动电路的输出连接同步整流电路的输入。2.根据权利要求1所述的高效率星载相控阵天线电源组件，其特征在于，原边功率电路S11将不调节母线电源E1经过功率MOS管高频开关实现斩波，形成交流方波电压；所述第二高频变压器TR2将交流方波电压传递至变压器次级的同步整流电路S12；所述同步整流电路S12实现交流方波电压的整流；滤波电感L11和储能电容C11将整流后得到的直流方波转换为输出端Ⅲ的电源。3.根据权利要求2所述的高效率星载相控阵天线电源组件，其特征在于，第二高频变压器TR2包括4个绕组n1～n4；绕组n1为电源原边功率绕组，绕组n2为电源次级功率绕组，绕组n3和n4为信号绕组。4.根据权利要求3所述的高效率星载相控阵天线电源组件，其特征在于，所述同步整流驱动信号采样电路S13包括二极管D21～D22和分压电阻R21～R24；所述绕组n3的一端连接二极管D21的正极，二极管D21的负极串联分压电阻R21和R22，分压电阻R22的输出分别连接绕组n3的另一端和分压电阻R24；绕组n4的一端连接二极管D22的正极和绕组n3，二极管D22的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋华，华明，陈善华，花韬，封心歌，朱永亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：