高压大功率电源技术难点

相控阵雷达阵面电源，作为机载有源相控阵雷达的关键件之一，要求输出功率大、变换效率高、体积重量小、动态响应快。而传统的开关电源, 其功率开关管一般工作在硬开关条件下，开关损耗较大，难以提高开关频率，限制了电源的小型化。因此基于相控阵雷达的特点，其阵面电源设计受到诸多因素的限制，机载相控阵雷达阵面电源要解决的技术难题很多。

通常科研人员在设计阵面电源时，选择设计方案依次考虑的因素是可靠性、噪声、杂散、重量、效率、可维护性、可生产性、成本。基于这些考虑因素，下面针对具体的技术难点进行讨论。

并联均流技术

为了使高压开关电源拥有足够大的功率，通常会采用并联的方式来对2个或两个以上的电源模块进行功率合成。但是这种方法在解决功率需求的基础上会由于单体差异性带来各个模块分担电流不均匀的情况出现。一旦出现这种状况，分担较多的电源模块由于其耐受电流限度有限，就有可能产生热应力过大或者过载现象，从而导致电源模块受损，功率下降。

针对此类问题，研发人员尝试了主从法、平均电流法、热应力法等高压电源内部解决方法，虽然在一定程度上能达到均流的目的，但或多或少存在一些不足。

基于以上尝试，研发人员尝试采用外加控制器的方法来进行均流的同时，弥补上述缺陷。该方法是利用均流控制器，对电源模块进行控制，当控制器检测到电源模块中的电流不均衡时，会自行调整，从而各个电源模块实现均流。尽管这种方法具有明显的应用优势，但必须保证设计的合理性，否则可能会使高压开关电源的运行稳定性降低。

谐振变换器

脉宽调制技术在高压开关电源中的应用十分广泛，它的应用可使电源系统中的开关器件在高电压和大电流的条件下，完成导通与关断。但是受到电磁干扰的影响，使开关器件的功率很难大幅度提升。

针对这一问题，研发人员们开发出了软开关技术，通过该技术的采用，使得高压开关电源系统中的开关器件在零电流或是零电压的条件下，能完成导通与关断动作，从而解决了电磁干扰问题，同时大幅降低了器件得损耗，功率水平得到显著提升。谐振变换器是软开关技术中的代表性产品，其通过对谐振现象的利用，使开关器件中的电流能减小至零后进行关断，为高压大功率开关电源的实现提供可能。在高压开关电源中，谐振变换器的连接方式有三种：串联、并联及混合连接。

串联方式：较适合高压小电流的环境；

并联方式：适合用在固定负载的电路当中，或是一些负载变化并不十分明显的环境中；

混合连接方式：兼具串联方式和并联方式得优点，是高压开关电源电路接入谐振变换器的主要方式。

功率合成技术

以单个逆变器实现高压大功率输出会受到开关器件、整流器、高频变压器等产品制造技术方面的限制，因此研制难度较大，尤其是20kW以上得高压大功率电源。

针对以上问题，可采用多路中等功率的高压逆变模块对功率进行合成。通过功率的合成，达到对供电容量无限扩大的目的，同时提高供电系统的可靠性，降低系统的故障维修成本。例如，想要获得一个20kW高压大功率开关电源，可以通过4个5kW的模块以并联的方式，进行功率合成，这种方法既简单又经济实用。

相控阵雷达阵面电源保护电路

作为军品雷达电源，电源的可靠性是电源的第一要素，怎样保证电源在恶劣环境下，各种保护电路能够按照预定设置可靠的工作，对相控阵雷达阵面电源及阵面装置的安全性和可靠性是至关重要的。因此相控阵雷达阵面电源完善的保护功能是阵面电源设计的关键指标，是评价阵面电源质量指标的第一原则。

相控阵雷达阵面电源的保护电路主要有输入防浪涌软启动保护、输入电压过压保护、输入电压欠压保护、输入缺相保护、过热保护、输入过流保护、输出过压保护、输出过流保护等保护电路。
为了获得系统的稳定性和可靠性，供电电源与控制电路必须隔离，因此输入端的防浪涌软启动保护、输入电压过压保护、输入电压欠压保护、输入缺相保护电路设计比较复杂。而输出端的保护电路 由于与控制电路共地，不需要对保护信号作隔离处理，因此设计相对简单。

总结语

从1949年建国以来，我国以军事力量、经济实力为代表的综合实力的增强有目共睹，这是一个质的飞跃。但是对比国外发达国家而言，差距不可否认。这个差距体现在多个方面，当然也包括军事力量中的主干：空中梯队。为了攻克这些难题，减小与发达国家的差距，我国的科技工作者们必须立足创新、用多倍的努力才能赶上世界领先的步伐。