本发明属于电磁波阵列发射,具体为一种分布式供电的小型化高压电源模块阵列。
背景技术:
1、在电子对抗中,行波管体制宽带阵列发射机应用了波束空间功率合成技术,提高了发射机有效辐射功率,且波束切换迅速,可同时干扰多部目标。宽带阵列发射机的行波管阵列各电极参数相同,传统设备采用集中式高压供电为行波管阵列供电。
2、集中式高压供电在个别行波管出现螺线过流等单一非耐压故障可以通过高压继电器控制切除行波管阴极供电即可切断故障点,不影响其他单元的阵列发射,然而当行波管出现漏气导致多电极耐压不足时无法切断故障点,此外,在单只行波管打火或者其他干扰情况下会对其他单元阵列发射产生影响,往往单个行波管发射单元的耐压故障会导致整个发射阵列失效,造成任务可靠性下降。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种分布式供电的小型化高压电源模块阵列。
2、实现本发明目的的技术方案为:一种分布式供电的小型化高压电源模块阵列,包括:三相滤波器,输入整流滤波及辅助电源模块、n个小型化高压电源模块以及控制器模块,n为自然数;所述三相滤波器用于对三相电进行滤波,并将滤波后的三相电输入至整流滤波及辅助电源模块;
3、所述输入整流滤波及辅助电源模块用于对三相电进行整流滤波,同时产生辅助电源,并将整流滤波后的三相电与辅助电源输入至n个并联的小型化高压电源模块;
4、所述控制器模块用于向n个小型化高压电源模块发出控制指令完成组网阵列控制,并用于采集小型化高压电源模块的工作状态数据,完成组网阵列状态监测;
5、所述n个小型化高压电源模块用于根据控制指令输出n路独立的高压供电至行波管阵列。
6、优选地,所述小型化高压电源模块包括电源分配、通讯板、灯丝调制电路、高压变换电路,所述电源分配用于将输入整流滤波及辅助电源模块输出的48v/12v直流电分配给灯丝调制电路,将输入整流滤波及辅助电源模块输出的320v/12v直流电分配给高压变换电路;
7、所述通讯板用于完成can报文的收发和组网地址分配,通讯板将接收到的报文指令转换为控制电平发送给灯丝调制电路和高压变换电路,并对灯丝调制电路和高压变换电路进行电源状态采集,所述灯丝调制电路用于根据控制电平将48v/12v直流电转换为灯丝调制器电源,所述高压变换电路用于将320v/12v直流电转换为行波管工作所需的阴极、收集极电源。
8、优选地,所述通讯板包括射随保护缓冲滤波、ad采样、基准电路、通讯隔离驱动电路、单片机、驱动器、隔离光耦、隔离光耦,所述电源模拟量采集通过射随保护缓冲滤波后经ad采样送给单片机,基准电路为单片机的adc提供基准,所述通讯隔离驱动电路完成单片机与外部can总线的隔离通讯,利用所述单片机的四路gpio引脚进行组网地址分配,电源状态量采集信号通过隔离光耦送给所述单片机的gpio,所述单片机接收can总线的报文指令解析后通过gpio完成电平翻转将指令通过驱动器和隔离光耦送出。
9、优选地,n为16。
10、优选地,所述16个小型化高压电源模块通过盲插对接母板的方式实现组网的物理互联,在母板上利用盲插连接器中的五个引脚的通断组合实现16个小型化高压电源模块的组网地址分配。
11、优选地,将连接器的其中五个引脚分别作为ad0、ad1、ad2、ad3以及gnd脚,5个引脚形成了bit4的二进制编码;
12、所述ad0~ad3与gnd脚在母板上分为16个独立的参考点,所述gnd脚与小型化高压电源模块内通讯板的单片机共地,与高压电源功率参考点的pgnd电气隔离;
13、在母板上通过对gnd电气连接的通或断对所述ad0~ad3与gnd的进行编码,所述ad0~ad3在小型化高压电源模块内通讯板侧形成上拉,当ad0~ad3对gnd电气特性为导通则为低电平,断开则为高电平。
14、优选地,通过母板的引脚阻抗组合形成地址编码,组网地址分配与ad0~ad3对应关系具体为:
15、
16、
17、优选地,所述控制指令包括预热、高压、发射指令,控制器模块通过can组网广播发送高压指令,各小型化高压电源模块接收到高压指令后按照组网地址1-16的顺序,依次延时100ms执行高压指令,每个小型化高压电源模块内部高压电源的软启动设计值为10ms,依次完成软启动后向控制器模块上报高压成功,完成高压指令的操作流程;
18、控制器模块通过can组网广播发送发射指令,各小型化高压电源模块接收到发射指令后按照组网地址1-16的顺序,依次延时10ms执行高压指令,每个小型化高压电源模块内部高压电源的发射指令执行设计值为1us,依次完成发射指令后向控制器模块上报发射成功,完成发射指令的操作流程。
19、本发明与现有技术相比,其显著优点为:
20、1、任务可靠性高:本发明的分布式小型化高压电源模块阵列保证了行波管阵列的供电独立,提高了行波管阵列单元之间的故障隔离度,避免了单只行波管耐压不足引起全阵列发射失效。
21、2、测试性好:本发明的分布式小型化高压电源模块阵列实现了对阵列单元工作参数的独立监测和组网上报,提高了阵列发射机的测试性。
22、3、线束少、适装性好:通过can组网通讯的两根线替代了分布式小型化高压电源指令控制及工作状态数据采集传输所需要的上百根线束,减少了分布式小型化高压电源的控制电缆数量,节约了成本,提升了适装性。
1.一种分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,包括:三相滤波器(1),输入整流滤波及辅助电源模块(2)、n个小型化高压电源模块(3)以及控制器模块,n为自然数;所述三相滤波器(1)用于对三相电进行滤波,并将滤波后的三相电输入至整流滤波及辅助电源模块(2);
2.根据权利要求1所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,所述小型化高压电源模块(3)包括电源分配(301)、通讯板(302)、灯丝调制电路(303)、高压变换电路(304),所述电源分配(301)用于将输入整流滤波及辅助电源模块(2)输出的48v/12v直流电分配给灯丝调制电路(303),将输入整流滤波及辅助电源模块(2)输出的320v/12v直流电分配给高压变换电路(304);
3.根据权利要求2所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,所述通讯板(302)包括射随保护缓冲滤波(3021)、ad采样(3022)、基准电路(3023)、通讯隔离驱动电路(3024)、单片机(3025)、驱动器(3026)、隔离光耦(3027)、隔离光耦(3028),所述电源模拟量采集通过射随保护缓冲滤波(3021)后经ad采样(3022)送给单片机(3025),基准电路(3023)为单片机(3025)的adc提供基准,所述通讯隔离驱动电路(3024)完成单片机(3025)与外部can总线的隔离通讯,利用所述单片机(3025)的四路gpio引脚进行组网地址分配,电源状态量采集信号通过隔离光耦送给所述单片机(3025)的gpio,所述单片机(3025)接收can总线的报文指令解析后通过gpio完成电平翻转将指令通过驱动器(3026)和隔离光耦(3027)送出。
4.根据权利要求1所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,n为16。
5.根据权利要求4所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,所述16个小型化高压电源模块(3)通过盲插对接母板的方式实现组网的物理互联,在母板上利用盲插连接器中的五个引脚的通断组合实现16个小型化高压电源模块的组网地址分配。
6.根据权利要求5所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,将连接器的其中五个引脚分别作为ad0、ad1、ad2、ad3以及gnd脚,5个引脚形成了bit4的二进制编码;
7.根据权利要求5或6所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,通过母板的引脚阻抗组合形成地址编码,组网地址分配与ad0~ad3对应关系具体为:
8.根据权利要求4所述的分布式供电的小型化高压电源模块阵列,其特征在于,所述控制指令包括预热、高压、发射指令,控制器模块通过can组网广播发送高压指令,各小型化高压电源模块(3)接收到高压指令后按照组网地址1-16的顺序,依次延时100ms执行高压指令,每个小型化高压电源模块内部高压电源的软启动设计值为10ms,依次完成软启动后向控制器模块上报高压成功,完成高压指令的操作流程;
