一種提高行波管放大器燈絲壽命的電路制造技術

一種提高行波管放大器燈絲壽命的電路，包括燈絲隔離變壓器T1和燈絲電壓調節電路；所述的燈絲電壓調節電路包括三極管Q1、運算放大器N1、電阻R1，R2，R3、限流電阻R4；所述的燈絲隔離變壓器T1由原邊和副邊繞組組成，原邊繞組由兩個繞組組成，連接行波管電源內部DC/AC電路；中心抽頭接入三極管Q1的集電極，燈絲隔離變壓器T1的負邊繞組接行波管燈絲負載R5；三極管Q1的發射極串聯限流電阻R4后接地；參考電壓接入運算放大器N1的同向輸入端；電阻R2一端接入運算放大器N1的反向輸入端，另一端接地；運算放大器N1的輸出串聯電阻R1后接入三極管Q1的基極；電阻R3一端接入三極管Q1的基極，另一端接地；運算放大器N1的反向輸入端與三極管Q1的發射極相連。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于微波通信
，涉及提高行波管放大器燈絲壽命的一種電路。
技術介紹
行波管放大器(TWTA)由行波管(TWT)、行波管電源(EPC)兩部分組成，如圖1所示。其中行波管的功能是利用其特有的慢波結構，對輸入微波信號功率進行放大；行波管電源的功能是接收遙控指令信號，將衛星提供的一次電源轉換為行波管需要的各級高壓，同時，提供行波管放大器工作狀態的遙測數據，并保證行波管放大器在發生異常狀況時及時斷電，保護行波管放大器設備和衛星一次母線。空間行波管放大器加電分為兩個階段:第一階段，燈絲加電，加熱陰極，使陰極達到工作溫度；第二階段，各級高壓加電。TffT與EPC加電的第一個關鍵過程是燈絲加電，燈絲也稱為熱子，裝在陰極套管內，其溫度高于陰極約200 400°C，熱子間接加熱陰極，使陰極達到工作溫度，因此，熱子質量直接影響行波管的長壽命和高可靠。目前，空間行波管放大器電源在燈絲供電電路中，多數無燈絲限流電路，依靠行波管電源輸出電壓緩啟動電路和燈絲變壓器原邊串聯限流電阻達到限定燈絲電流的目的。但是，由于行波管電源緩啟動時間較短(大部分約IOmS左右)，且有電壓過沖，在燈絲加電瞬間，熱子處于冷態，阻抗小，電流沖擊大，對行波管的燈絲造成電流沖擊，對行波管可靠性有影響。
技術實現思路
本專利技術的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供一種提高行波管放大器燈絲壽命的電路。本專利技術的技術解決方案是:一種提高行波管放大器燈絲壽命的電路，包括燈絲隔離變壓器Tl和燈絲電壓調節電路；所述的燈絲電壓調節電路包括三極管Q1、運算放大器N1、電阻Rl，R2，R3、限流電阻R4 ；所述的燈絲隔離變壓器Tl由原邊和副邊繞組組成，原邊繞組由兩個繞組組成，連接行波管電源內部DC/AC電路；中心抽頭接入三極管Ql的集電極，燈絲隔離變壓器Tl的負邊繞組接行波管燈絲負載R5 ;三極管Ql的發射極串聯限流電阻R4后接地；參考電壓接入運算放大器NI的同向輸入端；電阻R2 —端接入運算放大器NI的反向輸入端，另一端接地；運算放大器NI的輸出串聯電阻Rl后接入三極管Ql的基極；電阻R3 —端接入三極管Ql的基極，另一端接地；運算放大器NI的反向輸入端與三極管Ql的發射極相連。通過調節限流電阻R4的阻值，使行波管放大器燈絲電流值不大于燈絲正常工作電流的1.5倍。本專利技術與現有技術相比有益效果為:(I)本專利技術通過在燈絲隔離變壓器的原邊增加燈絲限流電路(亦稱燈絲電壓調節電路)，可實現燈絲限流值的精確控制，保證TWT燈絲可靠加電；并且該燈絲電壓調節電路簡單，容易實現；電路調試簡單，產品一致性強。(2)本專利技術在行波管燈絲加電工作初期，燈絲冷態電阻較小情況下，可以根據需要設置限流值(一般設置正常工作電流的1.5倍)，保證燈絲電流不超過設定閾值，減小電流沖擊，使行波管燈絲電壓和電流緩慢上升，保證行波管燈絲可靠加電；在燈絲加電后，燈絲電阻達到正常值后，燈絲電壓和電流達到正常值，燈絲電壓調節電路無功率損耗；該電路是行波管放大器設計的核心電路之一，該電路不但可以保證低壓開機時，燈絲電流限定到設定閾值，行波管可靠加電，還可以保證在正常工作時不降低行波管放大器效率。附圖說明圖1為行波管放大器組成框圖；圖2為本專利技術電路原理圖；圖3為有燈絲限流電路的行波管燈絲加電波形圖；圖4為在原邊串聯10歐限流電阻行波管燈絲加電波形圖。具體實施例方式提高行波管放大器燈絲壽命的電路原理圖如圖2所示。該電路包括:燈絲隔離變壓器Tl、和燈絲電壓調節電路(包括三極管Q1、運算放大器N1、電阻Rl，R2，R3，限流電阻R4)。所述的燈絲隔離變壓器Tl由原邊和副邊繞組組成，原邊繞組由兩個繞組組成，連接行波管電源內部DC/AC電路；中心抽頭接入三極管Ql的集電極，燈絲隔離變壓器Tl的負邊繞組接行波管燈絲負載R5 ;三極管Ql的發射極串聯電阻R4后接地；參考電壓接入運算放大器NI的同向輸入端；電阻R2—端接入運算放大器NI的反向輸入端，另一端接地；運算放大器NI的輸出串聯電阻Rl后接入三極管Ql的基極；電阻R3 —端接入三極管Ql的基極，另一端接地；運算放大器NI的反向輸入端與三極管Ql的發射極相連。本專利技術電路在行波管燈絲剛加電時，冷態燈絲阻抗較小情況下，變壓器原邊和副邊電流大，此時限流電阻R4兩端的電壓值大，通過運放NI，使三極管Ql工作在線性區，在三極管Ql上產生壓降，使原邊供電電壓減小，原邊和副邊電流限定在確定閾值，該電路處于限流工作狀態，使輸出燈絲電壓降低，燈絲電流為設定閾值的最大限流值；當燈絲加電后，燈絲阻抗緩慢到達正常值后，副邊電流達到正常值，原邊電流值正常，R4兩端的電壓值小于設定的參考電壓值，三極管Ql工作在完全導通狀態，變壓器原邊供電電壓增大，副邊燈絲供電電壓達到正常值，該電路由限流工作狀態過渡到正常工作狀態，燈絲電壓上升到要求值，燈絲電流達到要求值，電路正常工作。采用本專利技術的行波管放大器，使燈絲限流控制容易實現。由于在行波管放大器中，陰極電壓通常在3kV以上，燈絲電壓與陰極電壓等電位，因此，通過變壓器副邊進行燈絲限流控制很難實現。本專利技術采用隔離變壓器，限流控制在隔離變壓器的原邊，因此，運算放大器供電可采用行波管電源中+12V供電，使燈絲限流電路可實現。采用本專利技術的行波管放大器，可以精確調節燈絲加電時的燈絲限流值，防止燈絲由于過電流導致損傷。由于行波管燈絲冷態電阻值是定值，根據冷態電阻值，在電路調試過程中可以通過計算，使燈絲電流值不大于燈絲正常工作電流的1.5倍，使行波管燈絲加電具有很高的可靠性，可以滿足行波管放大器長壽命、頻繁開關機運行的要求。原有燈絲限流電路通過在原邊燈絲隔離變壓器中串聯電阻達到限流目的。在限流電阻的選擇上，如果選用100歐左右的限流電阻，可以起到限流作用，但是在燈絲加電正常工作后，限流電阻上功率損耗非常大，限流電阻體積大，選型和散熱難，行波管電源效率、可靠性降低；如果選用在原邊串聯10歐左右的限流電阻，限流電阻功耗小，但是起不到燈絲限流作用。圖3是采用了提高行波管放大器燈絲壽命電路，行波管電源對行波管燈絲加電的電壓和電流波形圖。通道4是行波管電流波形，通道3是行波管電壓波形。從圖3可以看出，在燈絲剛加電時，燈絲電壓和電流值較小，燈絲電流慢慢增大，無電流過沖，在燈絲充分預熱后，燈絲電壓和電流達到正常值。圖4是采用原邊串聯10歐限流電阻后燈絲加電的電壓和電流波形圖。通道4是行波管電流波形，通道3是行波管電壓波形。從圖4可以看出，在燈絲剛加電時，燈絲電流沖擊較大(3.06A)，有電流過沖，在燈絲充分預熱后，燈絲電流達到正常值。本專利技術未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知常識。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高行波管放大器燈絲壽命的電路，其特征在于：包括燈絲隔離變壓器T1和燈絲電壓調節電路；所述的燈絲電壓調節電路包括三極管Q1、運算放大器N1、電阻R1，R2，R3、限流電阻R4；所述的燈絲隔離變壓器T1由原邊和副邊繞組組成，原邊繞組由兩個繞組組成，連接行波管電源內部DC/AC電路；中心抽頭接入三極管Q1的集電極，燈絲隔離變壓器T1的負邊繞組接行波管燈絲負載R5；三極管Q1的發射極串聯限流電阻R4后接地；參考電壓接入運算放大器N1的同向輸入端；電阻R2一端接入運算放大器N1的反向輸入端，另一端接地；運算放大器N1的輸出串聯電阻R1后接入三極管Q1的基極；電阻R3一端接入三極管Q1的基極，另一端接地；運算放大器N1的反向輸入端與三極管Q1的發射極相連。

【技術特征摘要】
1.一種提高行波管放大器燈絲壽命的電路，其特征在于:包括燈絲隔離變壓器Tl和燈絲電壓調節電路；所述的燈絲電壓調節電路包括三極管Q1、運算放大器N1、電阻R1，R2，R3、限流電阻R4 ； 所述的燈絲隔離變壓器Tl由原邊和副邊繞組組成，原邊繞組由兩個繞組組成，連接行波管電源內部DC/AC電路；中心抽頭接入三極管Ql的集電極，燈絲隔離變壓器Tl的負邊繞組接行波管燈絲負載R5 ;三極管Ql的發射極串聯限流電阻R4后接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁英，馮西賢，馮昱嘉，劉釗，李亭，
申請(專利權)人：西安空間無線電技術研究所，
類型：發明
國別省市：