发明名称 相位阵列雷达中功率系统之方法与装置
摘要
申请公布号 TWI347071 申请公布日期 2011.08.11
申请号 TW093125200 申请日期 2004.08.20
申请人 雷森公司 发明人 布里斯 索罗门 杰可森;约翰 麦克金提;保罗 克里斯坦 汤马士
分类号 H02M7/04;H01Q1/46 主分类号 H02M7/04
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种用于一雷达天线之功率系统,其包含:一多相变压器;一共同汇流排;及复数个功率转换器,其并联耦接至该多相变压器及该共同汇流排,每一该功率转换器具有一多斜率功率输出特性以藉由该等复数个功率转换器启用功率共用,其中每一该功率转换器进一步包含:一输出电压回路控制器;一输出功率回路控制器;一输出电流回路控制器;其中该输出电压回路控制器、该输出功率回路控制器及该输出电流回路控制器共同提供该多斜率功率输出特性,该功率转换器提供:在藉由该输出电压回路控制器控制之一电压模式中之一恒定电压;在当电压降低时在藉由该输出功率回路控制器控制之一恒定功率模式中之一渐增之电流;及在藉由该输出电流回路控制器控制之一电流模式中之一恒定电流。如请求项1之功率系统,其中运作该等复数个功率转换器之一以提供功率至在该恒定电压模式下之该雷达天线及其中运作该等复数个功率转换器中至少一个以提供功率至恒定功率模式下之该天线。如请求项1之功率系统,其中该共同汇流排为一关于接地之平衡汇流排。如请求项3之功率系统,其中将该共同汇流排平衡于+150 V及-150 V。如请求项1之功率系统,其中每一该功率转换器包括一具有一感测电阻器之接地故障侦测电路以侦测由一接地故障引起之电流。如请求项5之功率系统,其中该接地故障侦测电路进一步包括时间延迟器件以提供在一电流侦测讯号中回应该感测电阻器处之一电流而产生之一时间延迟至一功率系统控制器,该延迟将源自一具有一接地故障之功率转换器之一电流侦测讯号与源自一没有一接地故障之功率转换器之一电流侦测讯号予以区别。如请求项6之功率系统,其中该等时间延迟器件推延一源自该没有一接地故障之功率转换器之电流侦测讯号,使得一源自该具有一接地故障之功率转换器之电流侦测讯号具有一较快的上升速率。如请求项6之功率系统,其中该等时间延迟器件包含一平衡-非平衡适配器及一感测电阻器。如请求项5之功率系统,其中源自该感测电阻器之一快速上升讯号指示该转换器已失效进而发讯号至该功率系统以将该转换器离线。如请求项5之功率系统,其中每一转换器之每一该接地故障侦测系统产生一电流以回应一外部接地故障,该等电流将被组合至一组合之接地故障侦测电流中,该功率系统进一步包含一保险丝,其特性及位置被设计成当该保险丝接收到该组合之接地故障侦测电流时失效。如请求项1之功率系统,进一步包含:一第一霍尔效应感测器在该汇流排之一输入端处以感应至该汇流排之输入电流,及一第二霍尔效应感测器在该汇流排之一输出端处以侦测源自该汇流排之输出电流;及一共同汇流排故障侦测器,其在该功率系统之一功率系统控制器中,用于监视该第一霍尔效应感测器及该第二霍尔效应感测器以判定该输入电流与该输出电流之间的一差异以侦测该共同汇流排中之一故障。一种用于一雷达天线之一功率系统之电源,其包含:一输出电压回路控制器;一输出功率回路控制器;一输出电流回路控制器,其中该输出电压回路控制器、该输出功率回路控制器及该输出电流回路控制器共同提供一多斜率功率输出特性,该电源提供:一恒定电压,其在藉由该输出电压回路控制器控制之一恒定电压模式下;一渐增之电流,其在当电压降低时在藉由该输出功率回路控制器控制之一恒定功率模式下;及一恒定电流,其在藉由该输出电流回路控制器控制之一恒定电流模式下。如请求项12之电源,其中每一该功率转换器包括一具有一感测电阻器之接地故障侦测电路以侦测由一接地故障引起之电流。如请求项13之电源,其中该接地故障侦测电路进一步包括时间延迟器件以提供在一电流侦测讯号中回应该感测电阻器处一电流而产生之一时间延迟至一功率系统控制器,该延迟将源自一具有一接地故障之功率转换器之一电流侦测讯号与源自一没有一接地故障之一功率转换器之一电流侦测讯号予以区别。如请求项14之电源,其中该时间延迟器件推延源自该没有一接地故障之功率转换器的一电流侦测讯号,使得源自该具有一接地故障之功率控制器的一电流侦测讯号具有一较快之上升速率。如请求项13之电源,其中源自该感测电阻器之一快速上升讯号指示该转换器已失效进而发讯号至该功率系统以将该转换器离线。一种自复数个功率转换器供给功率至一雷达天线之方法,该等复数个转换器中每一转换器具有一电压回路控制器、一功率回路控制器及一电流回路控制器,该方法包含以下步骤:藉由该等电压回路控制器控制该等复数个功率转换器自该等复数个转换器中一功率转换器提供功率直到该雷达天线所需功率引起该一功率转换器之一输出反馈电压超过一电压限制;藉由控制具有该等功率回路控制器之该等复数个转换器自该等复数个功率转换器中至少两个功率转换器提供功率直到该雷达天线所需功率超过该等至少两个功率转换器之一功率限制;及藉由该等电流回路控制器控制该等复数个功率转换器自该等复数个功率转换器提供一恒定电流。如请求项17之方法,其中在恒定功率模式下自至少两个功率转换器提供功率之步骤进一步包含以下步骤:首先自一具有一最高输出电压转换器之转换器提供功率,且接着当电压位准在恒定功率模式下减少时,自具有一第二最高输出电压之该等复数个转换器中一转换器提供功率。一种自一转换器供给功率之方法,其包含以下步骤:连续量测转换器输出电压及转换器输出电流;当该输出电压大于一第一电压临限值且小于在该转换器上不具有一负载之输出电压时,且当输出电流大于0且小于该转换器藉以向该转换器上一轻负载提供功率的一第一电流临限值时,使用一电压回路控制器控制该转换器以提供一大体上恒定电压;当该输出电压大于一第二电压临限值且小于该第一电压临限值时,且当该输出电流大于该第一电流临限值且小于该转换器藉以向一高负载提供功率的一第二电流临限值时,使用一功率回路转换器控制该转换器以提供大体上恒定功率;当该输出电压大于一第三电压临限值且小于该第二电压临限值时,且当输出电流大于该第二电流临限值且小于当该转换器上之负载超过一转换器功率限制时该转换器藉以在大体上恒定电流下运作的一第三电流临限值时,使用一电流回路控制器控制该转换器以提供大体上恒定电流;及当该输出电压大于0且小于该转换器藉以自一过载条件恢复的该第三临限值电压时,使用一返送电路控制该转换器。一种用于一耦接至一共同汇流排之负载的功率系统,其包含:并联耦接至该共同汇流排之复数个功率转换器,每一功率转换器包括:(a)一输出电压回路控制器;(b)一输出功率回路控制器;(c)一输出电流回路控制器,其中该输出电压回路控制器、该输出功率回路控制器及该输出电流回路控制器共同提供该多斜率功率输出特性,每一该功率转换器提供在藉由该输出电压回路控制器控制之一电压模式中之一恒定电压;在当电压降低时在藉由该输出功率回路控制器控制之一恒定功率模式中之一渐增之电流;及在藉由该输出电流回路控制器控制之一电流模式中之一恒定电流,藉此该等复数个功率转换器合作以平衡提供至该等复数个功率转换器中之该负载的功率。
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