短波发射机功率模块通路简介.docx

短波发射机功率模块通路简介【摘要】主要从TSW2500型500kW短波发射机功率模块的组成组成入手着重对其工作原理和PSM8功率模块通路作了重点描述对发射机假功率模块通路的工作方式有了直观的了解。【关键词】发射机；模块；变压器；滤波0引言功率模块通路由变压器和功率模块两种不同类型的部件组成分别阐述了变压器和模块的工作特性从而针对TSW2500型500kW短波发射机的功率模块通路作了简要的分析使得对发射机功率模块有了更加清晰的认识。1功率模块通路的组成功率模块通路由变压器和功率模块两种不同类型的部件组成。变压器为各个功率模块提供相互独立的电源。功率模块的步进式电压跳变和变压器的初级线圈和次级线圈之间的分布电容和变压器的两个次级线圈之间的分布电容能够引起变压器和功率模块之间的电流振荡。当第i个模块导通时在它之上的所有电容将由阶梯电压Ust重新进行充电同样功率模块关断时电容将放电。见下图1功率模块通路方框图：1.1变压器PSM系统中共有两台调制变压器相互之间不能替代。每台变压器每相有13个次级绕组每3个次级绕组（UVW）给一个模块供电次级电压为570V。两台变压器分别为Y-Y和Δ-Y接法初级接到同一个10kV高压电源上初级的星形绕组电压分别与三角形绕组电压同相即星形绕组电压比三角形绕组电压的相位超前30度。同时由于模块上采用三相桥式整流对两台变压器次级电压进行整流所以两组整流器合成的输出电压纹波频率提高一倍形成一个十二相脉动整流方式。30度的相位差还带来以下好处：十二相的整流系统可大大减少输出直流电压的纹波；十二相的整流器负载可大大减少电源的失真；每台变压器的初级线圈装有一个电流互感器互感器的次级接到一个IKT保护继电器通过这些措施可提供以下保护功能：延时时间和过流跳闸电流可调的过流保护；发生短路故障时的立即跳闸保护。1.2功率模块功率模块被采用双功率模块设计即每个模块由两个开关单元组成。本机使用了26个双功率模块相当于有52个功率开关单元。采用这种设计一方面可以减少功率模块的数量另一方面也节省了空间。该部分包含了模块开关所需的通用器件如保险（F2、F3）附属变压器电流互感器模块的阻流圈接地开关的放电电阻电容的充电电路等。作为模块的核心该部分由以下器件组成：IGBT整流二极管电容组IGBT控制板。为了减小寄生电感该部分的设计非常紧凑各部件之间的连线都是通过线路板来实现的。该部分可分为两个子部分：一部分是由两个IGBT整流二极管和热保护开关散热器组成的发热部分。另一部分是由大容量电解电容组成的电容组。为了尽可能的缩短两部分电路之间的连线长度（包括一些测量用的连线）IGBT控制板直接安装在功率模块的上面。同时系统还采取了以下措施来减小如IGBT开关等造成的干扰：功率模块安装在模块功率板的上面；IGBT控制板上面采用屏蔽罩；IGBT控制板采用了板式接地以保证接地良好。模块采用带中心抽头的星形接法。附属变压器提供控制用的正、负电源。正负电源可以通过独立的开关分别控制这样既减少了模块使用的元器件数量又提高了系统的可靠度。模块的电源来自调制变压器的次级额定电压为三相877V通过装在S和T相上的额定电流为80A的固态保险F2、F3对整流模块中的二极管进行保护。因为变压器的两个次级线圈间会发生闪络为了确保与变压器次级线圈的连接R相没有保险保护。输入模块的交流电压经过二极管进行桥式整流输出电压约为580V。整流二极管模块V7属于标准接法当关断负载时用于抑制线路中的感性分量产生的感应电动势防止损坏元器件。绝大多数连线都在模块的基础板上PSM变压器的电源连线直接连在保险座上保险座旁边有一个螺钉用来连接电源零线。接地开关的连线在放电电阻的旁边；阻流圈L24作为模块的输入连接；只有模块的输出线位于功率模块板上；散热器的水冷接头也是从模块的前方进行连接的。输出电压额定电流时模块电压为680V；额定电流时双功率模块电压为1360V；双功率模块的输出电流为100A；最大允许的开关频率为13kHz。1.3滤波网络PSM滤波器接在调制器功率部分的后面滤除由于进行PSM调制带来的开关频率分量将经过滤波后纯净的音频信号送到射频末级的电子管板级上。滤波网络由筒型陶瓷电容和多圈螺旋线圈组成滤波器输入端的线圈L450与功率模块上的扼流圈一样。网络的各元件被固定在功率模块上的基本框架上并且滤波器的接地点是与框架绝缘隔离的。滤波器是一个C/L滤波器输入端口的小电感（功率模块阻流圈）是抑制寄生效应的电容并联接在滤波器线圈上是为了对开关频率分量的幅度有更好的衰减。在滤波器到发射机的输出端并接了一个放电球用来防止在负载阻抗突然降低时产生过