專利名稱：一種大功率毫米波固態功放專用電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其是一種大功率毫米波固態功放專用電源。
背景技術：
毫米波功放目前已經廣泛的應用于空間電子、雷達、衛星、公路交通、民航系統、電子對抗、通信系統等多種尖端科技中，是目前研究的熱點領域。大功率毫米波固態功放采用 GaAs器件MMIC(毫米波單片集成電路)功率合成技術實現，具有體積小、效率高、易集成、使用方便等優點。而MMIC供電電源是功放能否安全、可靠工作的重要因素。MMIC要求可靠的正負壓供電，且有時序要求。上電時負壓先供電，正壓后供電；掉電時正壓先掉電負壓后掉電。當多片MMIC功率合成時，要求能夠提供故障檢測功能，即需要檢測每個MMIC的正電壓值和電流值。不合理的功放電源會造成MMIC的損壞，甚至整個合成功放的損壞。現有技術方案如圖1所示，AC-DC模塊使用220V交流輸入，提供28V直流輸出，負責給所有模塊供電。DC-DC模塊包含正、負壓轉換模塊兩部分，分別給MMIC合成功放提供正負電源。正壓模塊具有電壓電流檢測電路，將輸出檢測信號給處理器模塊。處理器模塊的 ADC實現數據采集，檢測出DC-DC正壓模塊工作的電壓、電流，并完成顯示、報警和通信等功能。MMIC需要的時序功能，通過處理器模塊控制實現；上電時，處理器控制DC-DC負壓模塊的軟啟動引腳實現上電，通過處理器計算延時后，再控制DC-DC正壓模塊的軟啟動引腳實現上電；掉電的過程則相反。另外，處理器的電源輸入為AC-DC模塊輸出的^V，處理器模塊的電源電路需先將其轉換成工作電壓(如+3. 3V)，因此，整個系統要工作，處理器模塊必須先工作，處理器工作的可靠性對系統影響重大。圖1所示的現有技術具有以下缺點1.不具有負壓意外掉電的保護功能，當負壓模塊由于某種意外掉電時，正壓依然輸出，會燒毀匪IC。2.電源的運行對處理器模塊依賴太大，當電源工作在惡劣的電磁環境下時，處理器模塊的可靠性會降低，會影響系統的正常運行。3.負壓模塊需比較高的輸入電壓，增加了電源成本和體積。4.系統開關機時響應速度慢。由于處理器在開機時需要進行一系列初始化操作， 對于時序控制，處理器是需要經過計算才能向正負壓模塊發出指令；關機時需要做同樣的運算。因此在有處理器的電源系統中，這個缺點無法避免。5. DC-DC正壓模塊的設計一般采用DC-DC降壓型芯片，由于輸出功率大(近 200W)，為解決EMC(電磁兼容)等問題，常采用多層PCB板。由于體積的限制，散熱比較困難，一般采用機加特殊散熱器的方法實現，對機加精度要求高，安裝復雜且成本高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種大功率毫米波固態功放專用電源。采用如下技術方案一種大功率毫米波固態功放專用電源，包括AC-DC模塊、DC-DC正壓模塊、DC-DC負壓模塊、時序控制電路、處理器模塊，AC-DC模塊將交流電源轉換為直流，輸出給DC-DC正壓模塊，DC-DC正壓模塊連接DC-DC負壓模塊，為DC-DC負壓模塊供電；時序控制電路連接 DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊，控制DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊的開機時序和關機時序；處理器模塊內部設置交流-直流轉換電路，處理器模塊連接220V交流電源作為工作電源，處理器模塊連接DC-DC正壓模塊，采集和檢測DC-DC正壓模塊的工作電流和工作電壓。所述的大功率毫米波固態功放專用電源，所述DC-DC正壓模塊包括同步降壓型 DC/DC 轉換器 LT3741。所述的大功率毫米波固態功放專用電源，所述DC-DC負壓模塊包括負開關穩壓器 LT1614。所述的大功率毫米波固態功放專用電源，所述時序控制電路包括UC903比較器和 Si7137DP P 溝道 M0SFET。所述的大功率毫米波固態功放專用電源，還包括顯示報警模塊傳輸模塊，連接所述處理器模塊，用于顯示當前MMIC的工作電壓、工作電流和工作溫度，并將結果通過RS232 接口發送給上位機。有益效果1、采用硬件比較電路的設計方法，當負壓出現異常時，正壓會自動關斷。2、采用硬件時序電路的設計方法，處理器對電源的時序工作不干預，因此電源的工作完全不依賴處理器。3、采用采用Linear公司的負開關穩壓器LT1614來實現，最小輸入電壓僅有 0. 92V。在單面布線的情況下，面積僅有2(^20mm。4、采用電源和檢測分離的設計方法，使處理器不再干預電源工作，時序功能完全硬件實現。
圖1為現有技術的結構示意圖；圖2為本實用新型大功率毫米波固態功放專用電源原理示意圖；圖3為本實用新型DC-DC正壓模塊原理圖；圖4為本實用新型DC-DC負壓模塊原理圖；圖5為本實用新型時序控制電路原理圖。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。實施例1如圖2所示，大功率毫米波固態功放專用電源包括AC-DC模塊、DC-DC正壓模塊、 DC-DC負壓模塊、時序控制電路、處理器模塊，AC-DC模塊用于實現交流220V電源轉換為直流28V，輸出+28V給DC-DC正壓模塊供電，DC-DC正壓模塊輸出電壓到DC-DC負壓模塊，為 DC-DC負壓模塊供電。DC-DC正壓模塊為MMIC合成功放提供正壓輸入，DC-DC負壓模塊為 MMIC合成功放提供負壓輸入。時序控制電路控制DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊的開機時序和關機時序。處理器模塊內部有交流-直流轉換電路，處理器模塊直接采用220V交流供電，負責采集和檢測DC-DC正壓模塊的工作電流和工作電壓。顯示報警模塊傳輸模塊主要用于顯示當前MMIC的工作電壓、工作電流和工作溫度，并將結果通過RS232接口發送給上位機，當工作電壓、工作電流或工作溫度超過預設的報警值，處理器模塊將關閉AC-DC模塊，對整個系統進行故障保護。實施例2DC-DC正壓模塊的電路原理圖如圖3所示。選用Linear公司新型的同步降壓型 DC/DC轉換器LT3741作為核心部件，該器件設計為準確地(士6% )調節高達20A的輸出電流。其6V至36V的輸入電壓范圍、恒定電流和恒定電壓工作使該器件非常適用于恒定電壓源或電流源。LT3741采用兩個外部開關M0SFET，在OV至34V的寬電壓范圍內提供高達20A 的連續輸出電流，且高達95%的效率使得無需外部散熱。LT3741的頻率可被設定和同步在 200kHz到IMHz范圍，從而允許優化效率，同時最大限度地減小外部組件尺寸。結合耐熱增強型TSS0P-20封裝，LT3741可提供一個高度緊湊的恒定電壓和電流解決方案。LT3741采用平均電流模式控制方法，以在OV至VIN-2V的寬輸出電壓范圍內保持電感器電流穩定。該穩定電流由CTRL引腳上的模擬電壓以及一個外部檢測電阻器R4設定。 LT3741的獨特拓撲使它既能提供電流又能吸收電流。LT3741的穩定輸出電壓和過壓保護用一個外部電壓分壓器設定，由Rl和R2的分壓實現。通過圖3中R8、R9的分壓可以設定輸出的最大電流，分壓值超過1. 5V即為最大電流輸出，本實施例設置最大輸出電流為14A;通過R7和R12(熱電阻)實現電路過溫保護， 本實施例設置為85° C過溫保護；通過RIl和R14可以設定輸出電壓
權利要求1.一種大功率毫米波固態功放專用電源，其特征在于，包括AC-DC模塊、DC-DC正壓模塊、DC-DC負壓模塊、時序控制電路、處理器模塊，AC-DC模塊將交流電源轉換為直流，輸出給DC-DC正壓模塊，DC-DC正壓模塊連接DC-DC負壓模塊，為DC-DC負壓模塊供電；時序控制電路連接DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊，控制DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊的開機時序和關機時序；處理器模塊內部設置交流一直流轉換電路，處理器模塊連接220V交流電源作為工作電源，處理器模塊連接DC-DC正壓模塊，采集和檢測DC-DC正壓模塊的工作電流和工作電壓。
2.根據權利要求1所述的大功率毫米波固態功放專用電源，其特征在于，所述DC-DC正壓模塊包括同步降壓型DC/DC轉換器LT3741。
3.根據權利要求1所述的大功率毫米波固態功放專用電源，其特征在于，所述DC-DC負壓模塊包括負開關穩壓器LT1614。
4.根據權利要求1所述的大功率毫米波固態功放專用電源，其特征在于，所述時序控制電路包括IiC903比較器和Si7137DP P溝道M0SFET。
5.根據權利要求1所述的大功率毫米波固態功放專用電源，其特征在于，還包括顯示報警模塊傳輸模塊，連接所述處理器模塊，用于顯示當前MMIC的工作電壓、工作電流和工作溫度，并將結果通過RS232接口發送給上位機。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率毫米波固態功放專用電源，包括AC-DC模塊、DC-DC正壓模塊、DC-DC負壓模塊、時序控制電路、處理器模塊，AC-DC模塊將交流電源轉換為直流，輸出給DC-DC正壓模塊，DC-DC正壓模塊連接DC-DC負壓模塊，為DC-DC負壓模塊供電；時序控制電路連接DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊，控制DC-DC正壓模塊和DC-DC負壓模塊的開機時序和關機時序；采用硬件時序電路的設計方法，處理器對電源的時序工作不干預，因此電源的工作完全不依賴處理器。
文檔編號H02M7/02GK201947187SQ201120066750
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者呂濤, 朱玉玉 申請人:西南科技大學