航天公开课功率放大器思维导图

单电压供电功放器和双电压供电功放器

一种典型的单电压供电功放电路，步进电动机的每一相绕组都有一套这样的电路

电路由两级射极跟随器和一级功率反相器组成

第一级射极跟随器VT 1 主要起隔离作用，减小功率放大器对环形分配器的影响

第二级射极跟随器VT 2管处于放大区，用以改善功放器的动态特性

另外射极跟随器的输出阻抗较低，可使加到功率管VT 3 的脉冲前沿较好

VT 3 饱和导通，步进电动机A相绕组L A 中的电流从零开始按指数规律上升到稳态值

当A端为低电平时，VT 1 、VT 2 处于小电流放大状态

VT 2 的射极电位也就是VT 3 的基极电位不可能使VT 3 导通，绕组L A 断电

由于绕组的电感存在，将在绕组两端产生很大的感应电动势

它和电源电压一起加到VT 3 管上，将造成过压击穿

因此，绕组L A 并联有续流二极管VD 1 ，VT 3 的集电极与发射极之间并联RC吸收回路以保护功率管VT 3 不被损坏

在绕组L A 上串联电阻R 0用以限流和减小供电回路的时间常数

并联加速电容C 0 用以提高绕组的瞬间过压，这样可使绕组L A 中的电流上升速度提高，从而提高起动频率

但是串入电阻R 0 后，无功功耗增大

为保持稳态电流，相应的驱动电压较无串接电阻时也要大大提高

对晶体管的耐压要求更高，为了克服上述缺点，发明了双电压供电电路

双电压供电功率放大器又称高低电压供电功放器，高低压供电定时切换电路的工作原理

该电路包括功率放大级（由功率管V g 、V d 组成）、前置放大器和单稳延时电路

二极管VD d 用来隔离高低压，VD g 和R g 是高压放电回路

高压导通时间由单稳时延电路整定，通常为100～600μs，对功率步进电动机可达几千微秒

两只功率放大管V g 、V d 同时导通，电动机绕组以+80V的电压供电

绕组电流按L/（R d +r）的时间常数向电流稳定值u g /（R d +r）上升

当达到单稳时延时间时，V g 管截止，改由+12V供电，维持绕组额定电流

若高低压之比为u g /u d ，则电流上升率也提高u g /u d 倍，上升时间明显减小

当低压断开时，电感L中储能通过R g 、VD g 及u g 和u d 构成的回路放电

放电电流的稳态值为（u g -u d ）/（R g +R d +r），因此也加快了放电过程

这种供电电路由于加快了绕组电流的上升和下降过程，故有利于提高步进电动机的起动频率和最高连续工作频率

由于额定电流是由低压维持的，只需较小的限流电阻，所以功耗大大减小

是步进跟踪体制所对应的伺服系统，它接收跟踪系统送出的指令

一步一步地控制天线在方位面和俯仰面内转动，使天线逐步对准卫星直到卫通站天线接收的信号达到最大值

系统才进入休息，经过一段时间后，再开始进入跟踪状态，如此周而复始地进行工作

这种跟踪方式与单脉冲跟踪相比，虽然跟踪精度、跟踪速度都比较低，但设备简单、成本低

随着卫星控制技术的日益提高，步进跟踪的精度和速度已基本能够满足要求

此外，这种体制可以简化馈源，省略跟踪模耦合器，有利于实现天线的小型化

在一些天线口径小、波束较宽、跟踪精度要求不高的场合，如船载海事卫通站得到了广泛应用