ITPM在雷達發射機高壓電源中的應用

1 引 言

　　速調管因其高功率、高效率等顯著特點在雷達發射機中有著廣泛的應用[1]，本文介紹的速調管陰極高壓電源功率達到60 kW。為了避免速調管陰極高壓電源突加對電站的巨大沖擊造成電站跳閘或發射系統工作的不穩定甚至電站機組的損毀；為了新速調管工作初期的需要，其陰極電壓要求從較低的電壓逐步上升到額定值；同時考慮到速調管功率帶寬調試的方便以及速調管額定工作電壓參數的離散性等因素，常規的方法都是增加一個附屬設備--大功率調壓器。而該大功率速調管雷達發射機通過三相交流晶閘管智能模塊的成功應用，圓滿地解決了上述所有問題，同時減少了雷達的設備量，提高了雷達的機動性能，ITPM調壓技術成為該雷達的閃光點之一，受到用戶的廣泛好評。

　　2 晶閘管智能模塊的性能特點

　　2．1模塊的性能特點

　　晶閘管智能控制模塊的最大特點是采用全數字移相觸發集成電路，控制電路與晶閘管主電路集成于一體后，使模塊具備了強大的電力調控功能[2]。模塊輸出對稱性高，無直流分量。模塊壓降小、功耗低，效率高、節電效果好。大規格模塊具有過熱、過流、缺相保護功能。觸發控制電路采用進口貼片元件，保證了良好的可靠性。直流控制信號輸入0～10 V，可對主電路輸出電壓進行平滑調節。

　　2．2 三相交流ITPM原理圖

　　圖1中，DCl2 V為外接直流12 V控制電源正極；GND1為控制電源地線及屏蔽線；GND2為控制電源地線，內部與GND1相通；CON1為O～10V直流信號輸入；ECON為方便用戶檢測模塊功能使用，此端在模塊內部通過1 kΩ電阻與控制電源+12 V連接，輸出10 V直流信號，可外接10～100 kV電位器，但不宜作給定信號使用(此端一般空置)。

　　2．3模塊的導通角要求

　　模塊在較小導通角時(即模塊高輸入電壓、低輸出電壓)輸出較大電流，會使模塊嚴重發熱甚至燒毀。因為在非正弦波狀態下用普通儀表測出的電流值，不是有效值。所以，盡管儀表顯示的電流值并未超過模塊的標稱值，但有效值會超過模塊標稱值的幾倍。因此，要求模塊應在較大導通角下(100°以上)工作。模塊在不同輸出電壓下允許的最大輸出電流比例可參見表1。

　　表1中，U實為模塊實際輸出電壓；U標為模塊能輸出的最高電壓；I實為模塊實際輸出電流；I標為模塊標稱最大電流。

　　2．4模塊的主要參數

　　(1)工作頻率f為50 Hz,

　　(2)輸入線電壓范圍VIN(RMS)為300～450 V AC；

　　(3)三相交流輸出電壓不對稱度6％；

　　(4)控制電源電壓12 V DC,

　　(5)控制信號電壓VCON1為0～10 V DC；

　　(6)控制信號電流ICON1≤10μA；

　　(7)輸出電壓溫度系數600 PPM／℃；

　　(8)模塊絕緣電壓VISO(RMS)≥2 500 V；

　　(9)工作殼溫≤80℃；

　　(10)最大輸出電流150 A；

　　(11)電流上升率di／dt：100 A／μs；

　　(12)電壓上升率dv/dt：500 V／μs。

　　2．5 控制、輸出特性曲線

　　圖2中，上曲線為三相整流模塊控制、輸出特性曲線，下曲線為三相交流模塊特性曲線。橫坐標為控制電壓VCON1的電平，縱坐標為主電路輸出電壓與輸入電壓(電源電壓)之比。