技术领域
[0001] 本
发明涉及
电子电路技术领域。更具体地，涉及一种用于太赫兹行波管的高压电源装置。
背景技术
[0002] 太赫兹行波管是现阶段太赫兹频段最主要的高功率源，太赫兹行波管工作时需要
阴极直流高压，高压脉冲，
灯丝电源，
阳极电源，
钛泵电源。通常情况下机载或星载环境下供电系统只能提供低压直流供电，无法满足太赫兹行波管对多路高压供电需求。
[0003] 为了满足太赫兹行波管对高压电源的需求，这就需要为该太赫兹行波管提供能将低压直流电变换为阴极直流高压，高压脉冲，灯丝电源，阳极电源和钛泵电源的太赫兹行波管高压电源装置。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于太赫兹行波管的高压电源装置，解决目前机载和星载环境下供电系统难以匹配太赫兹行波管的要求之问题。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0006] 一种用于太赫兹行波管的高压电源装置，该电源包括：
[0007] 低压控制板，将获取的直流
信号转换为高压电源高频逆变信号，阳极电源高频逆变信号，钛泵电源高频逆变信号，灯丝电源高频逆变信号；和
[0008] 将获取的调制脉冲信号转换为调制脉冲驱动信号；
[0009]
谐振电路板，包括谐振电感和谐振电容；
[0010]
变压器整流滤波单元，包括高压变压器和高压整流滤波电路；
[0011] 阳极钛泵板，将所述阳极电源高频逆变信号转换为阳极电源
电压信号；将所述钛泵电源高频逆变信号转换为钛泵
电源电压信号；
[0012]
调制器板，将获取的灯丝电源高频逆变信号转换为灯丝电源电压信号，将获取的调制脉冲驱动信号转换为高压脉冲信号；
[0013] 所述谐振
电路板与所述高压整流滤波电路将所述高压电源高频逆变信号转换为阴极直流高压信号。
[0014] 优选地，所述直流电压为28V±3V不稳压直流，所述调制脉冲信号为
差分信号或TTL信号。
[0015] 优选地，所述低压控制板包括高压电源低压端、阳极钛泵低压端、调制器低压端、控制保护电路；
[0016] 高压电源低压端，用于将直流信号变换为高压电源高频逆变信号；
[0017] 阳极钛泵低压端，用于将直流信号变换为阳极电源高频逆变信号和钛泵电源高频逆变信号；
[0018] 调制器低压端，用于将直流信号变换为灯丝电源高频逆变信号；和[0019] 将调制脉冲信号转换成驱动脉冲信号；
[0020] 控制保护电路，检测输入电压、
电流，以及太赫兹行波管的管体电压、管体电流，当太赫兹行波管发生异常时，关断电源。
[0021] 优选地，所述高压电源低压端，所述谐振电路和所述高压变压器构成高压电源原边
开关管的
软开关。
[0022] 优选地，所述阳极钛泵板包括阳极电源高压端电路和钛泵电源高压端电路；
[0023] 阳极电源高压端电路，将所述阳极电源高频逆变信号转换为阳极电源电压信号；
[0024] 钛泵电源高压端电路，将所述钛泵电源高频逆变信号转换为钛泵电源电压信号。
[0025] 优选地，所述控制保护电路从检测到所述太赫兹行波管异常到关断电源所需时间小于1ms。
[0026] 优选地，所述低压控制板对获取的直流信号转换还包括将获取的直流信号转换为负偏电源高频逆变信号和正偏电源高频逆变信号。
[0027] 优选地，所述调制器板包括灯丝电源高压端电路，负偏电源高压端电路，正偏电源高压端电路和调制器高压端电路；
[0028] 灯丝电源高压端电路，将获取的灯丝电源高频逆变信号转换为灯丝电源电压信号；
[0029] 负偏电源高压端电路，获取负偏电源高频逆变信号转换为负偏电压信号；
[0030] 正偏电源高压端电路，获取正偏电源高频逆变信号转换为正偏电压信号；
[0031] 调制器高压端电路，将获取的所述调制脉冲驱动信号转换为高压脉冲信号，所述高压脉冲信号的幅度处于所述负偏电压信号和所述正偏电压信号之间。
[0032] 优选地，所述太赫兹行波管
辐射的
微波频率为0.1-10THz。
[0033] 本发明的有益效果如下：
[0034] (1)将28V的低压直流不稳压供
电信号转化为多路高压稳压信号，为太赫兹行波管供电，使太赫兹行波管正常工作。
[0035] (2)具备加电时序保护功能，当
输入侧28V及调制脉冲出线异常，或者当太赫兹行波管出线打火故障时，本装置能够及时切断电源，保证其他器件和系统不发生损坏。
附图说明
[0036] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0037] 图1为由本发明
实施例高压电源装置的系统
框图；
[0038] 图2为本发明实施例的高压电源装置的系统框图；
[0039] 图3为本发明实施例的低压控制板组成框图；
[0040] 图4为本发明实施例的调制器板组成框图。
[0041] 附图标记：
[0042] 1-低压控制板；
[0043] 2-谐振电路板；
[0044] 3-变压器整流滤波单元；
[0045] 4-阳极钛泵板；
[0046] 5-调制器板；
[0047] 6-高压电源低压端；
[0048] 7-阳极钛泵电源低压端；
[0049] 8-调制器电源低压端；
[0050] 9-控制保护电路；
[0051] 10-灯丝电源高压端电路；
[0052] 11-负偏电源高压端电路；
[0053] 12-正偏电源高压端电路；
[0054] 13-脉冲高压端电路；
[0055] 14-高压电源装置；
[0056] 15-太赫兹行波管；
[0057] 16-高压电源高频逆变信号；
[0058] 17-阳极电源高频逆变信号；
[0059] 18-钛泵电源高频逆变信号；
[0060] 19-灯丝电源高频逆变信号；
[0061] 20-负偏电源高频逆变信号；
[0062] 21-正偏电源高频逆变信号；
[0063] 22-调制脉冲驱动信号；
[0064] 23-阴极直流高压信号；
[0065] 24-阳极电源电压信号；
[0066] 25-钛泵电源电压信号；
[0067] 26-灯丝电源电压信号；
[0068] 27-高压脉冲信号。
具体实施方式
[0069] 为了更清楚地说明本发明，下面结合附图和优选实施例对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0070] 由于太赫兹行波管工作时需要-20kV的阴极直流高压，0至-1kV的高压脉冲，5W的灯丝电源，-1kV的阳极电源和4kV的钛泵电源，
发明人经研究提出了一种可以满足太赫兹行波管对高压电源需求的装置，该装置的技术方案如下：
[0071] 一种用于太赫兹行波管的高压电源装置14，输入侧与28V直流信号和调制脉冲信号相连，
输出侧与太赫兹行波管15相连，装置内部包括低压控制板1、谐振电路板2、变压器整流滤波单元3、阳极钛泵板4、调制器板5。
[0072] 装置14用于将28V直流信号和调制脉冲信号，转换为太赫兹行波管15所需要的-20kV的阴极直流高压信号23，5W的灯丝电源电压信号26，-1kV的阳极电源电压信号24，4kV的钛泵电源电压信号25，及0至-1kV的高压脉冲信号27。
[0073] 其中，低压控制板1包括了高压电源低压端6、阳极钛泵电源低压端7、调制器电源低压端8、控制保护电路9；低压控制板1用于将28V直流信号转换为高频逆变信号。
[0074] 谐振电路板2包括了谐振电感和谐振电容；变压器整流滤波单元3包括了高压变压器和高压整流滤波电路；谐振电路板2和高压整流滤波电路共同将低压控制板1的高频逆变信号转换为太赫兹行波管15所需的阴极直流高压信号23。
[0075] 阳极钛泵板4包括了阳极电源高压端电路和钛泵电源高压端电路；阳极钛泵板用于将低压控制板1产生的高频逆变信号转换为太赫兹行波管15所需的阳极电源电压信号24和钛泵电源电压信号25。
[0076] 调制器板5包括了灯丝电源高压端电路10、负偏电源高压端电路11、正偏电源高压端电路12、脉冲高压端电路13；其中，灯丝电源高压端电路10用于产生太赫兹行波管15所需的灯丝电源电压信号26；负偏电源高压端电路11、正偏电源高压端电路12分别用于产生调制器所需的负偏电压、正偏电压；脉冲高压端电路13接收低压控制板1送来的调制脉冲信号，与负偏电压、正偏电压共同产生太赫兹行波管所需的高压脉冲信号27。
[0077] 本方案的装置将28V的低压直流不稳压供电信号转化为多路高压稳压信号，为太赫兹行波管供电，使太赫兹行波管正常工作；具备加电时序保护功能，当输入侧28V及调制脉冲出线异常，或者当太赫兹行波管出线打火故障时，本装置能够及时切断电源，保证其他器件和系统不发生损坏。
[0078] 下面结合具体实例，进一步说明本方案的装置：
[0079] 如图1所示，本实施例的高压电源装置14与28V直流输入、调制脉冲、太赫兹行波管15共同构成了太赫兹功率源装置。其中，28V直流输入可以是28V±3V的不稳压直流；调制脉冲可以是差分或者TTL信号。太赫兹行波管是目前最为常用的太赫兹功率
放大器件，本实施例的装置能够将太赫兹功率放大30dB以上，实现高功率太赫兹信号输出。
[0080] 本实施例的用于太赫兹行波管的高压电源装置14可进行
电能转换，为太赫兹行波管15供电。
[0081] 如图2所示，本实施例的高压电源装置14由低压控制板1、谐振电路板2、变压器整流滤波单元3、阳极钛泵板4和调制器板5，共5个组成部分。
[0082] 低压控制板1包括了高压电源低压端6、阳极钛泵电源低压端7、调制器电源低压端8、控制保护电路9。低压控制板1用于将28V直流信号转换为6路高频逆变信号，以及将调制脉冲信号转换为具有驱
动能力的调制脉冲驱动信号。
[0083] 谐振电路板2包括了谐振电感和谐振电容，与高压电源低压端6、变压器整流滤波单元的高压变压器共同组成了谐振网络，实现了高压电源原边开关管的软开关，具有提高高压电源效率的作用。
[0084] 变压器整流滤波单元3包括了高压变压器和高压整流滤波电路。谐振电路板2和高压整流滤波电路共同将低压控制板1的高频逆变信号转换为太赫兹行波管15所需的-20kV阴极直流高压信号23，这是太赫兹行波管工作时
能量的主要来源。
[0085] 阳极钛泵板4包括了阳极电源高压端电路和钛泵电源高压端电路。阳极钛泵板用于将低压控制板1的高频逆变信号转换为太赫兹行波管15所需的约-2kV的阳极电源电压信号24和约4kV的钛泵电源电压信号25。
[0086] 调制器板5包括了灯丝电源高压端电路10、负偏电源高压端电路11、正偏电源高压端电路12、脉冲高压端电路13。其中，灯丝电源高压端电路10用于产生太赫兹行波管所需的灯丝电源电压信号26。负偏电源高压端电路11、正偏电源高压端电路12分别用于产生调制器所需的负偏电压、正偏电压。脉冲高压端电路13接收低压控制板1送来的调制脉冲信号，与负偏电压、正偏电压共同产生太赫兹行波管所需的高压脉冲信号27。
[0087] 如图3所示，低压控制板1包括了高压电源低压端6、阳极钛泵电源低压端7、调制器电源低压端8、控制保护电路9。
[0088] 高压电源低压端6用于将28V直流变换为高压电源高频逆变信号16，并送至谐振电路板2。
[0089] 阳极钛泵低压端7用于将28V直流变换为阳极电源高频逆变信号17和钛泵电源高频逆变信号18，并送至阳极钛泵板4。
[0090] 调制器电源低压端8用于将28V直流变换为灯丝电源高频逆变信号19、负偏电源高频逆变信号20、正偏电源高频逆变信号21，并对调制脉冲信号提升其拉电流和灌电流能力，生成调制脉冲驱动信22号，这4个信号被送至调制器板5。
[0091] 控制保护电路9采用超大规模数字集成电路实现。实施检测输入28V的电压、电流，以及太赫兹行波管15的管体电压、管体电流，当28V、调制脉冲、太赫兹行波管15发生异常时，在1ms的时间内关断电源，保证太赫兹行波管和28V直流
母线的其他系统不被损坏。
[0092] 如图4所示，调制器板5包括了灯丝电源高压端电路10、负偏电源高压端电路11、正偏电源高压端电路12、脉冲高压端电路13。
[0093] 灯丝电源高压端电路10用于将低压控制板1送来的灯丝电源高频逆变信号，经过整流滤波转换为灯丝所需的功率，通常为5V/1A，为太赫兹行波管的灯丝进行供电。
[0094] 负偏电源高压端电路11和正偏电源高压端电路12，用于将低压控制板1送来的负偏电源高频逆变信号20和正偏电源高频逆变信号21，分别进行整流滤波，得到负偏电压信号和正偏电压信号。
[0095] 脉冲高压端电路13用于检测调制脉冲驱动信号22，并将该信号的幅度放大至正偏电压信号和负偏电压信号之间的高压脉冲信号27。
[0096] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
