某型机载雷达发射单元组合高压电源常见故障及分析
摘 要：文章主要针对某型机载雷达发射单元组合高压电源常见故障进行分析和维修，这种组合高压电源设计复杂，维修不便，文章主要从修理角度出发，通过分析高压电源故障产生的原因进行阐述，希望对修理人员有所帮助。
关键词：组合；高压；电源功率；开关
中图分类号：TN959.73 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）03-0195-02
Abstract： This paper analyzes and maintains the common faults of the combined high voltage power supply of a certain airborne radar transmitter unit. The design of the combined high voltage power supply is complex and the maintenance is inconvenient. This paper mainly starts from the angle of repair. Through the analysis of the causes of the high voltage power supply fault， it is hoped that it will be helpful to the repair personnel.
Keywords： combination； high voltage； power supply； switch
1 概述
組合高压电源是脉冲雷达发射单元的重要组成部分，它由变频器和调制高压电源组件中的高压电源部分组成。发射单元接通400Hz三相电，通过电磁干扰滤波器后，400Hz三相电加到低压变频器组件上，直流28V加到变频器控制器上，经整流滤波的+260V直流电压经变换器变换为100kHz～330kHz的高频交流电送到高频高压变压器上，再经倍压整流滤波得到两路高压，分别加到行波管的阴极和收集极。
2 组合高压电源工作原理
组合高压电源的工作原理如图1所示
其中变频器部分工作原理如图2所示。
整流器将三相400Hz交流电转变为260V左右的直流电源，该直流电源经滤波器后，输出纹波小于1mV的平滑电压。防冲电路将开机冲击电流限制到额定工作电流以下，谐波滤波器将三相整流器的功率因数由0.9提高到0.99以上，全桥零电压开关（F.B.ZVS）组合将平滑的260V直流电源转换成100kHz～330kHz的交流电源。它与高压组件组成全桥零电压开关多谐振变换器（F.B.ZVCMRC）。控制器完成高压电源的稳压和抑制纹波等功能，是整个组合高压电源的核心关键组成部位。
ZVCMRC中电I及交换桥主开关V中的电流iV、电压Vv的波形如图3所示。
图中主电流I的波形的di/dt比普通的开关电源方波的di/dt要小得多，因而它所产生的线路传导干扰必然要小得多。
图中开关管的电流iV和电压Vv波形表明主开关损耗几乎可以忽略，因而可以使电路的效率，工作频率及可靠性大大提高，高压组件部分的工作原理如图所示，150kHz的低压经高压变换器升压后，再通过6倍压全桥整流器，对行波管按串馈方式供电。
将组合高压电源的两组电压输出（管体高压、收集极高压）及其调节的预定比例为三比二，调节灯丝极电压。
高压组件将脉冲过流、平均电流过流、高压取样、压差取样等信号送至发射单元控保电路，实施打火、过载、过压、欠压、过压等多项保护措施。高压组件送出高压反馈信号给到变频器内部的控制器组件，实施高压电源的稳压工作。
控制器接收到外部变化（如电网波动、负载变化等）对高压电源的影响后，立即改变驱动脉冲的宽度和频率，通过控制器产生四组驱动脉冲去操作ZVCMRC中的四只主开关管，控制器所需的电源由飞机上的直流28V电源转换产生，变换电源的工作受控制电路送来的开关信号控制。
3 高压组件输出高压测试
将高压组件装进被测试发射单元，发射单元初通预热，待软件控制界面上3min倒计时结束后通过控制软件对发射单元进行加高压；观察控制软件中“压差采样”一栏中压差采样值。
4 高压组件故障分析
4.1 高压组件输出带负载能力差
（1）变压器故障。变压器初级线圈阻抗变大后，导致其消耗功率增大，变压器输出电压降低。（2）整流部分故障。若整流二极管性能下降，反向耐压下降，加大负载后会形成软击穿，导致输出电压降低。（3）滤波电容性能下降。电容性能下降导致其滤波能力下降，输出电压纹波大。（4）调制器故障。调制器上的场效应开关管BFC43性能下降时，会导致调制器输出的脉冲波形有较大的高次谐波分量，导致电磁干扰，可能导致变压器产生啸声。
4.2 防冲电路失效导致变频器加不上电故障
发射单元的高压调制组件为开关电源，其输入电路采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于滤波电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，发射单元的高压调制组件又是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容，使浪涌电流能达到100A以上，这就会导致保险丝烧毁，为此变频器中设置了浪涌电流保护电路。
4.3 高压组件加不上高压故障
发射单元中的所有输入电压均是经过电磁干扰滤波盒中的LC滤波电路进入发射单元的。电磁干扰滤波盒能将飞机电网中的高频谐波和不稳定电压有效滤掉，这样既对发射单元内部有保护作用，同时也能降低发射单元内部功率损耗。飞机电网的115V/400Hz的交流电进入电磁干扰滤波盒后，每一相电均经过滤波，其中A相电一分为二，一路与中线形成单相电为发射单元中的低压模块供电。另一路与B、C相形成三相交流电进入调制高压组件形成行波管工作所需要的阴极电压（-20kV）和收集极电压（-13kV）。由于C相滤波电路中的一个电感线圈与外壳接触，经过摩擦和高温后，线圈中的漆包线对地耐压不足。发射单元在加高压后，会导致C相电压对地短路，高压组件加不上高压。
5 结束语
在实际维修中，由于雷达长期使用，低气压、高低温变换、振动等不利的环境因素，致使有些元器件松动，造成电路接触不良或开焊，电源的插头等接插件生锈，松动，其接触点产生虚接或有一定的接触电阻。这些现象在实际维修中也是经常会遇到的，因此有些组件故障并不是由于元器件损坏造成的，而是由于工作环境较恶劣造成的自然故障。在确定没有其他地方损坏和短路的情况下，再进行通电试验。修理人员修理时要针对故障点，将组件的电路分开分析，便于查找故障点，更换有故障的器件。最后希望本文能够对我们的实际修理有所帮助。
参考文献：
[1]郑新，李文辉，潘忠厚.雷达发射机技术[M].北京：电子工业出版社，2006.
[2]王彦彬，黄永清.小型化、一体化浮动板脉冲调制器的研究[J].电源技术应用，2010.
[3]柳树.某大功率脉冲调制器的设计、仿真与控制实现[D].电子科技大学，2014.
[4]王刚.绝缘栅控双极晶体管大功率固态调制器[J].船舶电子对抗，2005.
[5]中航工业第607研究所.发射机技术说明书[Z].
[6]邢文彦.机载彩色气象雷达原理及实用故障分析[J].科技创新与应用，2012（03）：36.
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