混合供电的车载高功率微波系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种混合供电的车载高功率微波系统，包括车载高功率微波系统，其特征在于，还包括控制器、开关组、蓄电池组、逆变器和发电机，所述控制器分别与车载高功率微波系统和开关组连接，所述开关组分别与车载高功率微波系统、发电机、逆变器和蓄电池组连接。本实用新型的有益效果为，有效的减少了高功率微波系统供电装置的体积、重量和噪音，同时延长了车载高功率微波系统工作时间。本实用新型尤其适用于高功率微波系统。
【专利说明】混合供电的车载高功率微波系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高功率微波系统，特别涉及一种具有混合供电装置的车载高功率微波系统。
【背景技术】
[0002]高功率微波系统可以辐射大功率微波信号，可以用于微波通信、干扰、有源拒止、消冰除雪。
[0003]高功率微波系统需要辐射能量，但高功率微波系统的效率低，需要采用初级能源为高功率微波系统供电，对于高功率微波系统，其特点是大多数系统工作于脉冲或准连续波状态，因此需要初级电源提供的瞬时功率非常高，但由于占空比不高，因此平均功率并不高。车载高功率微波系统的另一个特点是其移动性，工作于野外的车载微波高功率系统，很难获得市电的能源补充，需要靠自生存储的能量来完成工作，因此需要充分利用好其携带的能源。
[0004]对于车载系统能携带的能源主要来源于两个:柴油发电机和蓄电池，前者是将燃烧产生的热能转化为电能，后者是将化学能转化为电能。
[0005]若采用单柴油发电机为车载高功率微波系统的电源，由于车载高功率微波系统采用脉冲或准连续波工作模式，对于一定占空比的高功率微波系统，发电机一直工作，但只在很短时间内提供满负荷，大多数情况下负载没到标称值，使得供电效率低下；若采用单独蓄电池供电，由于电池储能能力和瞬时通过电流的限制，需要异常庞大和复杂的蓄电池才能提供满足高功率微波系统工作所需的大电流。因此目前的车载高功率微波系统供电手段存在供电效率低下、体积大、适用性较差的问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型针对上述传统的单一供电方式的车载高功率微波系统存在的效率低下以及适用性较差的问题，提供一种混合供电的车载高功率微波系统。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0008]混合供电的车载高功率微波系统，其结构如图1所示，包括车载高功率微波系统，其特征在于，还包括控制器、开关组、蓄电池组、逆变器和发电机，所述控制器分别与车载高功率微波系统和开关组连接，所述开关组分别与车载高功率微波系统、发电机、逆变器和蓄电池组连接；所述控制器根据车载高功率微波系统的高功率微波辐射特性产生同步控制信号，该同步控制信号一方面用于车载高功率微波系统产生相应的微波信号，另一方面用于控制开关组:当该同步控制信号为高电平时，柴油发电机通过开关组为车载高功率微波系统供电，同时蓄电池组经逆变器和开关组为车载高功率微波系统供电；当该同步控制信号为低电平时，蓄电池组无需对车载高功率微波系统供电，此时柴油发电机通过开关组为蓄电池组充电。
[0009]本实用新型总的技术方案，通过采用发电机与电池逆变的混合供电方案为高功率微波装置供电，从而延长微波装置的工作时间。在车载高功率微波系统运行期间，通过控制器的控制，发电机一直工作，为车载高功率微波系统提供初级能源，维系车载高功率微波系统正常工作，在向外辐射信号时工作，蓄电池组经过逆变为车载高功率微波系统提供能量补充，而在休止期发电机为电池组补充能量。
[0010]具体的，所述发电机为柴油发电机。
[0011]具体的，所述开关组由MOS开关管组成。
[0012]本实用新型的有益效果为，有效的减少了高功率微波系统供电装置的体积、重量和噪音，同时延长了车载高功率微波系统工作时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的逻辑示意框图；
[0014]图2为本实用新型的车载高功率微波系统的工作模式示意图；
[0015]图3为本实用新型的蓄电池组的工作模式示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图，详细描述本实用新型的技术方案:
[0017]如图1所示，本实用新型所述的混合供电的车载高功率微波系统，包括车载高功率微波系统，其特征在于，还包括控制器、开关组、蓄电池组、逆变器和发电机，所述控制器分别与车载闻功率微波系统和开关组连接，所述开关组分别与车载闻功率微波系统、发电机、逆变器和蓄电池组连接；所述控制器根据车载高功率微波系统的高功率微波辐射特性产生同步控制信号，该同步控制信号一方面用于车载高功率微波系统产生相应的微波信号，另一方面用于控制开关组:当该同步控制信号为高电平时，柴油发电机通过开关组为车载高功率微波系统供电，同时蓄电池组经逆变器和开关组为车载高功率微波系统供电；当该同步控制信号为低电平时，柴油发电机和蓄电池组均无需对车载高功率微波系统供电，此时柴油发电机通过开关组为蓄电池组充电。
[0018]本实用新型的工作原理为:
[0019]车载高功率微波系统主要包含有产生微波发射信号的微波信号控制模块和发射微波的发射机，微波信号控制模块产生脉冲控制信号，控制发射机进行微波发射，信号产生后通过一系列的电路(如放大电路)后由发射机进行发射，本实用新型的控制器的控制信号与车载高功率微波系统的微波发射控制信号同步，实现该同步控制信号有多种方法，如控制器与微信号控制模块采用相同的控制时钟，采用相同的震荡频率产生相同的脉冲信号，或者控制器的控制信号产生端直接采用微波发射控制模块的时钟信号均可实现同步，目的在于使微波系统发射微波的同时，混合供电装置已经在控制器的控制下完成供电模块的转换，为微波系统提供电能。
[0020]如图2所示，车载高功率微波系统的发射机的工作为脉冲或准连续波模式，因此车载高功率微波系统的发射机中的微波信号发射器发射微波是按一定规律工作的，根据微波发射的时间特性，在微波信号发射时控制蓄电池组供电，在微波信号发生器休止时控制发电机为蓄电池组充电，从而实现延长系统工作时间的目的。其中，控制器根据车载高功率微波系统的高功率微波辐射特性产生同步控制信号，该同步控制信号一方面用于车载高功率微波系统产生相应的微波信号，另一方面用于控制开关组:当该同步控制信号为高电平时，柴油发电机通过开关组为车载高功率微波系统供电，同时蓄电池组经逆变器和开关组为车载高功率微波系统供电；当该同步控制信号为低电平时，柴油发电机和蓄电池组均无需对车载高功率微波系统供电，此时柴油发电机通过开关组为蓄电池组充电。
[0021]如图3所示，为与车载高功率微波系统的发射机工作模式对应的蓄电池组工作模式，在车载高功率微波系统的发射机发射微波时为车载高功率微波系统的发射机供电，在车载高功率微波系统的发射机休止时充电。
[0022]其中，柴油发电机一直工作，为发射系统提供初级能源，维系发射系统正常工作，蓄电池组经过逆变为发射系统提供能量补充，只在向外辐射信号时工作，而在休止期柴油发电机为电池组补充能量。
[0023]设定车载高功率微波系统瞬时辐射功率为P kw,系统电源效率为η，则电源瞬时功率为PS=P/ η。若采用柴油发电机单独为车载高功率微波系统供电，则要求发电机瞬时视在功率不小于PS ;采用蓄电池组单独为车载高功率微波系统供电，则要求逆变的视在瞬时功率不小于PS，逆变效率为η 1，逆变电压为VI，则流过电池组的电流为:
[0024]Al=Ps/ n 1/V1 ；
[0025]采用本实用新型的方案为车载高功率微波系统供电:
[0026]假设:
[0027]发电机功率为Pl
[0028]蓄电池逆变功率为P2
[0029]则需要满足:P1+P2≥Ps
[0030]对于蓄电池逆变效率为Π2，逆变电压为V2，流过蓄电池的瞬时电流为:
[0031]A2=P2/ n2/V2,
[0032]根据微波装置脉冲(准连续波)工作模式特点，在系统不辐射能量期间，利用发电机对电池组充电，确保电池组始终保持储能。如图2所示。
[0033]若为车载高功率微波系统工作时间为Tl，休止时间为T2，占空比:
[0034]D=Tl/ (T1+T2)
[0035]车载高功率微波系统的平功率为:
[0036]PAV=P.D
[0037]若系统在休止期的瞬时功率为P3，
[0038]P3 ≤PS
[0039]在休止期时，混合系统可为蓄电池组提供充电功率为:
[0040]PCHAR=PS-P2-P3
[0041]最大充电电流:
[0042]ACHAR=PCHAR/VCHAR
[0043]充电的工作原理如图3所示。
[0044]因此采用本实用新型，在车载系统油料耗尽后，蓄电池依然可以为系统提供功率，延长系统工作时间。
[0045]如果车辆满载柴油L升，可燃烧产生电能U焦耳，由于采用混合供电，若Pl ^PS,则采用混合动力的系统可工作时间将延长；同时若采用混合动力供电，在柴油耗尽时，蓄电池组依旧可以维系系统工作，时间取决于电池组储能容量和逆变器的功率容量。
[0046]以一个辐射20KW的高功率微波系统为例
[0047]若发电机单独供电时，若高功率微波系统效率为20%，则发电机视在功率=IOOKW,考虑发电机功率因素为0.8，则发电机发电能力不弱于125KW。
[0048]若采用电池组单独供电时，逆变器输出视在功率=IOOKW,若逆变效率80%，则电池组瞬时提供功率为125KW，采用48V电池组进行三相逆变，则每组电流=125kw/3/48=0.858KA,若每个电池组过流限制在500A，则需要两组并联并经过均流装置提供如此大的电流。
[0049]若采用50kw发电机供电和蓄电池组混合供电方式，考虑发电机功率因素为0.8，则发电机发电能力不弱于62.5KW,如表1的柴油发电机参数，体积、重量、噪声较单独柴油发电机供电减少1/3以上，若逆变效率80%，则电池组瞬时提供功率为62.5KW,采用48V电池组进行三相逆变，则每组电流=62.5kw/3/48=0.434Ka,若每个电池组过流限制在500A，则只需要一组电池组提供如此大的电流。如表2高能蓄电池参数，体积重量可减少一半。
[0050]表1柴油发电机参数
【权利要求】
1.混合供电的车载高功率微波系统，包括车载高功率微波系统，其特征在于，还包括控制器、开关组、蓄电池组、逆变器和发电机，所述控制器分别与车载高功率微波系统和开关组连接，所述开关组分别与车载高功率微波系统、发电机、逆变器和蓄电池组连接；所述控制器根据车载高功率微波系统的高功率微波辐射特性产生同步控制信号，该同步控制信号一方面用于车载高功率微波系统产生相应的微波信号，另一方面用于控制开关组。
2.根据权利要求1所述的混合供电的车载高功率微波系统，其特征在于，所述发电机为柴油发电机。
3.根据权利要求1所述的混合供电的车载高功率微波系统，其特征在于，所述开关组由MOS开关管组成。
【文档编号】H02J7/14GK203660629SQ201420024508
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】田忠 申请人:成都华之芯科技有限公司