[发明专利]一种提高行波管放大器灯丝寿命的电路

说明书

技术领域

本发明属于微波通信技术领域，涉及提高行波管放大器灯丝寿命的一种电 路。

背景技术

行波管放大器(TWTA)由行波管(TWT)、行波管电源(EPC)两部分组 成，如图1所示。其中行波管的功能是利用其特有的慢波结构，对输入微波信 号功率进行放大；行波管电源的功能是接收遥控指令信号，将卫星提供的一次 电源转换为行波管需要的各级高压，同时，提供行波管放大器工作状态的遥测 数据，并保证行波管放大器在发生异常状况时及时断电，保护行波管放大器设 备和卫星一次母线。

空间行波管放大器加电分为两个阶段：第一阶段，灯丝加电，加热阴极， 使阴极达到工作温度；第二阶段，各级高压加电。

TWT与EPC加电的第一个关键过程是灯丝加电，灯丝也称为热子，装在阴 极套管内，其温度高于阴极约200～400℃，热子间接加热阴极，使阴极达到工 作温度，因此，热子质量直接影响行波管的长寿命和高可靠。

目前，空间行波管放大器电源在灯丝供电电路中，多数无灯丝限流电路， 依靠行波管电源输出电压缓启动电路和灯丝变压器原边串联限流电阻达到限定 灯丝电流的目的。但是，由于行波管电源缓启动时间较短(大部分约10mS左右)， 且有电压过冲，在灯丝加电瞬间，热子处于冷态，阻抗小，电流冲击大，对行 波管的灯丝造成电流冲击，对行波管可靠性有影响。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高行波管放 大器灯丝寿命的电路。

本发明的技术解决方案是：一种提高行波管放大器灯丝寿命的电路，包括 灯丝隔离变压器T1和灯丝电压调节电路；所述的灯丝电压调节电路包括三极管 Q1、运算放大器N1、电阻R1，R2，R3、限流电阻R4；

所述的灯丝隔离变压器T1由原边和副边绕组组成，原边绕组由两个绕组组 成，连接行波管电源内部DC/AC电路；中心抽头接入三极管Q1的集电极，灯 丝隔离变压器T1的负边绕组接行波管灯丝负载R5；三极管Q1的发射极串联限 流电阻R4后接地；参考电压接入运算放大器N1的同向输入端；电阻R2一端 接入运算放大器N1的反向输入端，另一端接地；运算放大器N1的输出串联电 阻R1后接入三极管Q1的基极；电阻R3一端接入三极管Q1的基极，另一端接 地；运算放大器N1的反向输入端与三极管Q1的发射极相连。

通过调节限流电阻R4的阻值，使行波管放大器灯丝电流值不大于灯丝正常 工作电流的1.5倍。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明通过在灯丝隔离变压器的原边增加灯丝限流电路(亦称灯丝电 压调节电路)，可实现灯丝限流值的精确控制，保证TWT灯丝可靠加电；并且 该灯丝电压调节电路简单，容易实现；电路调试简单，产品一致性强。

(2)本发明在行波管灯丝加电工作初期，灯丝冷态电阻较小情况下，可以 根据需要设置限流值(一般设置正常工作电流的1.5倍)，保证灯丝电流不超过 设定阈值，减小电流冲击，使行波管灯丝电压和电流缓慢上升，保证行波管灯 丝可靠加电；在灯丝加电后，灯丝电阻达到正常值后，灯丝电压和电流达到正 常值，灯丝电压调节电路无功率损耗；该电路是行波管放大器设计的核心电路 之一，该电路不但可以保证低压开机时，灯丝电流限定到设定阈值，行波管可 靠加电，还可以保证在正常工作时不降低行波管放大器效率。

附图说明

图1为行波管放大器组成框图；

图2为本发明电路原理图；

图3为有灯丝限流电路的行波管灯丝加电波形图；

图4为在原边串联10欧限流电阻行波管灯丝加电波形图。

具体实施方式