《電子技術應用》
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一種國產化宇航級低壓脈沖電源的設計
電子技術應用
李雙剛,徐歡,高正
上海空間電源研究所
摘要: 合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種主動式的對地觀測系統,可全天時、全天候對地實施觀測。脈沖電源是SAR工作的重要組成部分,提出一種全國產化的宇航級高效率的SAR脈沖電源的設計方法,輸入電壓范圍達到78 V~110 V,適應星上100 V寬輸入母線的需求,具有體積小、功率密度高、輸入反射電流紋波低的特點,負載脈沖重復頻率覆蓋500 Hz及以上范圍,采用全國產器件和宇航級器件。
中圖分類號:TN86 文獻標志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245875
中文引用格式: 李雙剛,徐歡,高正. 一種國產化宇航級低壓脈沖電源的設計[J]. 電子技術應用,2025,51(3):105-110.
英文引用格式: Li Shuanggang,Xu Huan,Gao Zheng. Design of a demestic-producing astronal-level low-voltage pulse power supply[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(3):105-110.
Design of a demestic-producing astronal-level low-voltage pulse power supply
Li Shuanggang,Xu Huan,Gao Zheng
Shanghai Institute of Space Power-sources
Abstract: Synthetic Aperture Radar (SAR) is an active earth observation system that can observe the earth 24/7. Pulse power supply is an important component of SAR operation. This article proposes a design method for a nationally produced aerospace grade high-efficiency SAR pulse power supply, with an input voltage range of 78 V~110 V, suitable for the requirements of a 100 V wide input bus on board. It has the characteristics of small size, high power density, and low input reflection current ripple. The load pulse repetition frequency covers the range of 500 Hz and above, and adopts nationally produced and aerospace grade devices.
Key words : pulse power supply;SAR;reflection current

引言

隨著微波半導體大功率器件技術的發展,合成孔徑雷達發射機的固態化技術已日趨成熟。固態發射機具有工作電壓低、可靠性高、維護性好、故障率低和機動性好等優點。其負載電流為矩形波脈沖電流形式,供電電源是一種脈沖電源。為了使雷達發射機工作性能優異,雷達發射機需要較高的峰值功率和較低的平均功率以及高穩定度和低噪聲的供電電源。根據不同的使用用途,雷達發射機的發射頻率很寬,從幾十赫茲到上千赫茲[1-4],因此合成孔徑雷達發射機供電電源是一種低頻的脈沖電源。

低頻脈沖電源的脈沖電流的峰值與平均值之比(即峰均比)較大,一般為幾到幾十,脈沖重復頻率為數十赫茲至數百赫茲。與傳統負載在起機、關機和動態過程對電源造成的單次沖擊不同,低頻脈沖負載在正常工作時由于功率突變會對電源形成反復的沖擊,從而易引起輸出電壓的振蕩。在輸入源容量有限的情況下,低頻脈動電流容易引起輸入母線電壓的振蕩,從而對其他用電設備造成影響。因此,低頻脈沖電源需要保證輸出電壓的穩定以及具有良好的動態性能,使低頻脈沖負載運行時引起的電壓波動在容許的范圍內,與此同時,低頻脈沖電源還需抑制輸出低頻脈沖電源流入直流變換器和輸入源中,減小其對母線的影響。

本文介紹一款宇航級低頻脈沖電源,輸入電壓范圍為78 V~110 V,輸出8 V/20 A,脈沖重復頻率最低500 Hz,脈沖峰值電流為170 A,最大脈沖寬度為200 μs,效率高達92%以上,輸入反射電流紋波小于10%。PWM控制芯片采用了國產化RSS3802QRH和C42603RHC兩種抗輻照器件并分別搭建兩臺單機,對比了主要性能指標。


本文詳細內容請下載:

http://m.viuna.cn/resource/share/2000006368


作者信息:

李雙剛,徐歡,高正

(上海空間電源研究所,上海 200245)


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