螺旋线电源及其测控系统的研制

论文摘要

行波管属于微波管,它是微波通信领域中一种非常重要的器件。针对目前行波管测试电源的应用需求,我们在导师的指导下,对行波管电源进行研究,我专门研究了其中的螺旋线电源,设计了基于PWM调制型半桥式开关电源,并且应用单片机进行控制和显示,实现了输出电压高分辨率连续可调,且具有低纹波、高稳定度。本论文分别对EMI滤波电路、可控硅预调压电路、半桥开关变换电路、PWM调控电路、整流滤波电路、驱动及保护电路、测温电路、恒温系统、单片机控制系统进行了设计和分析。行波管螺旋线电源的技术指标要求输出电压2KV～6KV连续可调,且调整分辨率为0.5V,输出电压纹波系数小于5×10-5,瞬时稳定度小于5×10-5,长期稳定度小于1×10-4,负载调整率小于2×10-4。设计制做的行波管测试电源,通过总装验收,已经应用于行波管测试台上,效果良好。尤其在调整灵敏度,纹波系数,稳定性方面,在国内,处于领先地位。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 行波管测试电源的发展概况
• 1.2 课题研究的意义
• 第二章 行波管螺旋线电源总体设计方案
• 2.1 行波管螺旋线电源技术指标
• 2.2 行波管螺旋线电源基本设计原理
• 2.3 行波管螺旋线电源解决低纹波、高稳定度设计方案
• 2.4 开关变换器的类型及电路选取
• 2.5 控制电路类型与方案选取
• 第三章 行波管螺旋线电源主电路设计
• 3.1 可控硅预调压电路
• 3.2 半桥开关变换电路设计
• 3.2.1 半桥开关变换电路具体设计方案
• 3.2.2 工作波形
• 3.3 变换器的开关器件及其驱动电路
• 3.3.1 开关器件选择
• 3.3.2 开关器件驱动电路设计
• 3.4 高频变压器设计
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 行波管螺旋线电源高频变压器的设计步骤
• 3.4.3 变压器设计的几个问题
• 3.4.4 变压器电磁干扰的抑制
• 3.5 整流滤波电路
• 3.5.1 EMI 滤波电路设计
• 3.5.2 整流电路设计
• 3.5.3 输入输出滤波电路设计
• 第四章 行波管螺旋线电源控制电路设计
• 4.1 PWM 集成控制器
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 PWM 集成控制器的结构与功能
• 4.1.3 脉宽调制集成控制器TL494 介绍与应用
• 4.1.4 本设计的具体应用
• 4.2 保护电路的设计
• 4.2.1 过电流保护电路的设计
• 4.2.2 过电压保护电路的设计
• 4.3 辅助电源设计
• 第五章 行波管螺旋线电源低纹波高稳定度技术指标的实现
• 5.1 开关电源纹波产生机理和抑制方案
• 5.1.1 纹波产生的机理
• 5.1.2 抑制纹波的一般措施和方法
• 5.1.3 本设计中抑制纹波的具体方案
• 5.1.4 纹波技术指标的测试
• 5.2 开关电源输出电压高稳定度技术指标的实现
• 5.2.1 输出电压不稳定的因素
• 5.2.2 行波管螺旋线电源高稳定度技术指标的实现
• 5.2.3 稳定度技术指标的测试
• 5.2.4 螺旋线电源负载调整率技术指标的测量
• 第六章 调压控制系统的设计
• 6.1 调压控制系统结构图
• 6.1.1 电源控制系统结构图
• 6.1.2 单片机控制系统结构图
• 6.2 单片机控制系统主要芯片的分析和选取
• 6.2.1 单片机芯片的选取
• 6.2.2 DAC 和ADC 芯片的选取
• 6.2.3 参考电压源的分析和选取
• 6.3 单片机控制系统的硬件电路
• 6.3.1 ADC、DAC 部分硬件电路
• 6.3.2 键盘显示部分硬件电路
• 6.4 调压控制系统主程序流程图
• 6.5 电源连续可调极限指标的测试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录