固态调制器直流电源制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种固态调制器直流电源，包括初级电源、控制电路、逆变电路、高频变压器和输出整流滤波电路，所述逆变电路和高频变压器之间串联有谐振回路，谐振回路的谐振电容Cr上并联有电感LQ。本实用新型专利技术解决了直流电源因长期工作于较低频率，从而导致负载电容上的电压精度降低，进而影响固态调制器输出的稳定性，而且串联谐振充电电源在轻载情况容易失控的问题。

DC Power Supply for Solid State Modulator

【技术实现步骤摘要】
固态调制器直流电源
本技术涉及脉冲功率电子
中的固态调制器，具体涉及一种用于固态调制器的直流电源。
技术介绍
随着脉冲功率技术的发展，固态调制器将成为调制器未来发展的方向，也是调制器
发展和市场变更的迫切要求，具有及其重要而深远的现实意义。而固态调制器的核心部件之一的直流电源，由于工作在部分放电模式下，使得在固态调制器低频工作时，直流电源因长期工作于较低频率，从而导致负载电容上的电压精度降低，进而影响固态调制器输出的稳定性，而且串联谐振充电电源在轻载情况容易失控。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是实现一种固态调制器直流电源结构，能够提高负载电容上的电压精度，并可以在较小的频率调节范围内使输出降低更多，而且可以快速降低频率，改善轻载输出下的纹波。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种固态调制器直流电源，包括初级电源、控制电路、逆变电路、高频变压器和输出整流滤波电路，所述逆变电路和高频变压器之间串联有谐振回路，谐振回路的谐振电容Cr上并联有电感LQ。三相整流滤波后初级电源Vin+接到逆变电路逆变桥Q1、逆变桥Q4的集电极，所述逆变桥Q1的发射极接到逆变桥Q2的集电极，逆变桥Q4的发射极接到逆变桥Q3的集电极，所述逆变桥Q2的集电极接到电感LQ的一端和谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr和电感LQ的另一端接到高频变压器的A端；所述三相整流滤波后初级电源Vin-接到逆变桥Q2、逆变桥Q3的发射极，逆变桥Q3的集电极接到电感Lr的一端，所述电感Lr的另一端接到高频变压器的B端。二极管D1的阴极接到逆变桥Q1集电极，二极管D1的阳极接到逆变器Q1发射极，二极管D2的阴极接到逆变器Q2集电极，二极管D2的阳极接到逆变器Q2发射极，二极管D3的阴极接到逆变器Q3集电极，二极管D3的阳极接到逆变器Q3发射极，二极管D4的阴极接到逆变器Q4集电极，二极管D4的阳极接到逆变器Q4发射极；高频变压器的次级分别接到二极管D5的阳极和二极管D8的阴极，二极管D5的阳极接到二极管D6的阴极，二极管D7的阳极接到二极管D8的阴极；二极管D5、二极管D7的阴极接到电容Co的+端，二极管D6、二极管D8的阳极接到电容Co的-端。所述控制电路结构：电压取样信号VSAMPLE接到电阻R1的1端，所述电阻R1的1端接到电容C1的1端；所述电阻R1的2端接到电容C1的2端，所述电容C1的2端接到电源控制芯片N1的INV-脚，所述电阻R1的2端接到电阻R2的1端，所述电阻R2的2端接到电容C2的1端，所述电容C2的2端接到电源控制芯片N1的E/VOut脚；基准信号Vref接到电阻R3的1端，所述电阻R3的2端接到电源控制芯片N1的NI+脚；过流取样信号OCSAMPLE接到二极管V1的阴极，所述二极管V1的阳极接地，所述二极管V1的阴极接到电源控制芯片N1的Zero脚，所述电源控制芯片N1的Zero脚通过电阻R10接地；故障信号FAULT接到电源控制芯片N1的Fault脚；所述电源控制芯片N1的Soft-Ref脚通过电容C3接地；所述电源控制芯片N1的Cvco脚通过电容C6接地；所述电源控制芯片N1的Rmin脚最小频率设置通过电阻R11接地；所述电源控制芯片N1的Range脚最大频率设置通过电阻R12接地；所述电源控制芯片N1的SGND脚接地；所述电源控制芯片N1的R/C脚通过电容C7接地；所述电源控制芯片N1的R/C脚接到电阻R13的1端，所述电阻R13的2端接到电源控制芯片N1的5V脚，所述电源控制芯片N1的5V脚通过电容C8接地；所述电源控制芯片N1的AOut脚接到电阻R6的1端，所述电阻R6的2端接到电阻R8的1端；所述电阻R8的1端接到MOS管V4的门极，所述MOS管V4的源极接地，所述MOS管V4的漏极接到二极管V5的阳极，所述二极管V5的阴极接到电阻R14的1端，所述电阻R14的2端接到24V；所述电源控制芯片N1的BOut脚接到电阻R5的1端，所述电阻R5的2端接到电阻R7的1端；所述电阻R7的1端接到MOS管V2的门极，所述MOS管V2的源极接地，所述MOS管V2的漏极接到二极管V3的阳极，所述二极管V3的阴极接到电阻R9的1端，所述电阻R9的2端接到24V；所述电阻R7的2端接到电阻R8的2端，电阻R8的2端接地，所述电阻R8的2端通过电容C5接到24V；电源控制芯片N1的PGND脚接地；电源控制芯片N1的Vcc脚接到电阻R4的1端，所述电阻R4的2端接24V；所述电源控制芯片N1的Vcc脚通过电容C4接地；所述二极管V3的阳极接到驱动隔离变压器1，所述二极管V5的阳极接到驱动隔离变压器2，来控制逆变桥的开通与关断。所述初级电源、控制电路、逆变电路、高频变压器和输出整流滤波电路均固定在基板上，所述基板为金属材质并安装在金属材质的壳体内，所述基板上设有至少两个贯通的插槽，每个所述插槽内设有一个金属材质的散热片，所述散热片的一端固定在壳体的上表面，所述散热片另一端穿过基板的插槽固定在壳体的下表面上。所述散热片位于插槽位置设有侧向延伸的接触片，所述接触片固接在基板上，所述壳体上表面为可开启的翻盖结构，所述壳体的上表面和下表面均设有与散热片数量相同的槽结构，所述散热片的两端穿过壳体上表面和下表面的槽结构通过螺钉固定在壳体上。所述壳体两侧的侧板上设有通风孔，且在壳体内其中一侧固定有向另一侧鼓风的风扇。固定在壳体内的所述散热片与风扇鼓风风向呈40-50度夹角。所述基板下表面的四角设有橡胶材质的支撑杆，所述基板通过支撑杆固定在壳体的底面，所述壳体底面的下表面设有用于支持壳体的底脚。所述基板上固定有温度传感器，所述温度传感器输出感应信号至风扇的控制单元，所述风扇输出驱动信号至风扇。本技术通过研究，找出引起电源电压精度降低的原因，主要是因为电路的不合理，以及电源工作时间长后温度变化影响元器件工作稳定性，结合上述两点原因，本技术同时对电源的电路结构进行改进，使得电源的负载电容充电电压精度高、纹波小、可靠性高，在针对冷却系统进行改进，极大的提高了电源元器件的工况环境，从而解决了直流电源因长期工作于较低频率，从而导致负载电容上的电压精度降低，进而影响固态调制器输出的稳定性，而且串联谐振充电电源在轻载情况容易失控的问题。附图说明下面对本技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为固态调制器直流电源拓扑原理图；图2为固态调制器直流电源控制电路原理图；图3为固态调制器直流电源正常工作谐振电流波形及并联电感波形；图4为固态调制器直流电源冷却结构示意图；图5为图4中散热片结构示意图；上述图中的标记均为：1、壳体；2、底脚；3、支撑杆；4、风扇；5、散热片；6、接触片；7、基板。具体实施方式固态调制器直流电源包括初级电源、控制电路、逆变电路、高频变压器和输出整流滤波电路组成，初级电源由三相整流滤波得到，整流后采用LC滤波电路，得到稳定的直流，供给逆变电源模块。控制电路由电源控制器N1及其辅助电路组成，实现直流电源的频率调节及其控制功能。逆变电路为初级电源经过全桥逆变器及其LC串联谐振后连接到变压器的初级。高压变压器为升压变压器，将变压器初级电压按照一定的变比升压，满足固态调制器需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固态调制器直流电源，包括初级电源、控制电路、逆变电路、高频变压器和输出整流滤波电路，所述逆变电路和高频变压器之间串联有谐振回路，其特征在于：谐振回路的谐振电容Cr上并联有电感LQ。

【技术特征摘要】
1.固态调制器直流电源，包括初级电源、控制电路、逆变电路、高频变压器和输出整流滤波电路，所述逆变电路和高频变压器之间串联有谐振回路，其特征在于：谐振回路的谐振电容Cr上并联有电感LQ。2.根据权利要求1所述的固态调制器直流电源，其特征在于：三相整流滤波后初级电源Vin+接到逆变电路逆变桥Q1、逆变桥Q4的集电极，所述逆变桥Q1的发射极接到逆变桥Q2的集电极，逆变桥Q4的发射极接到逆变桥Q3的集电极，所述逆变桥Q2的集电极接到电感LQ的一端和谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr和电感LQ的另一端接到高频变压器的A端；所述三相整流滤波后初级电源Vin-接到逆变桥Q2、逆变桥Q3的发射极，逆变桥Q3的集电极接到电感Lr的一端，所述电感Lr的另一端接到高频变压器的B端。3.根据权利要求1或2所述的固态调制器直流电源，其特征在于：二极管D1的阴极接到逆变桥Q1集电极，二极管D1的阳极接到逆变器Q1发射极，二极管D2的阴极接到逆变器Q2集电极，二极管D2的阳极接到逆变器Q2发射极，二极管D3的阴极接到逆变器Q3集电极，二极管D3的阳极接到逆变器Q3发射极，二极管D4的阴极接到逆变器Q4集电极，二极管D4的阳极接到逆变器Q4发射极；高频变压器的次级分别接到二极管D5的阳极和二极管D8的阴极，二极管D5的阳极接到二极管D6的阴极，二极管D7的阳极接到二极管D8的阴极；二极管D5、二极管D7的阴极接到电容Co的+端，二极管D6、二极管D8的阳极接到电容Co的-端。4.根据权利要求3所述的固态调制器直流电源，其特征在于：所述控制电路结构：电压取样信号VSAMPLE接到电阻R1的1端，所述电阻R1的1端接到电容C1的1端；所述电阻R1的2端接到电容C1的2端，所述电容C1的2端接到电源控制芯片N1的INV-脚，所述电阻R1的2端接到电阻R2的1端，所述电阻R2的2端接到电容C2的1端，所述电容C2的2端接到电源控制芯片N1的E/VOut脚；基准信号Vref接到电阻R3的1端，所述电阻R3的2端接到电源控制芯片N1的NI+脚；过流取样信号OCSAMPLE接到二极管V1的阴极，所述二极管V1的阳极接地，所述二极管V1的阴极接到电源控制芯片N1的Zero脚，所述电源控制芯片N1的Zero脚通过电阻R10接地；故障信号FAULT接到电源控制芯片N1的Fault脚；所述电源控制芯片N1的Soft-Ref脚通过电容C3接地；所述电源控制芯片N1的Cvco脚通过电容C6接地；所述电源控制芯片N1的Rmin脚最小频率设置通过电阻R11接地；所述电源控制芯片N1的Range脚最大频率设置通过电阻R12接地；所述电源控制芯片N1的SGND脚接地；所述电源控制芯片N1的R/C脚通过电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文韬，宫龙，吴海林，边成登，蒲育勤，
申请(专利权)人：芜湖国睿兆伏电子有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34