混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)，包括車載高功率微波系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器、開關(guān)組、蓄電池組、逆變器和發(fā)電機(jī)，所述控制器分別與車載高功率微波系統(tǒng)和開關(guān)組連接，所述開關(guān)組分別與車載高功率微波系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、逆變器和蓄電池組連接。本實(shí)用新型的有益效果為，有效的減少了高功率微波系統(tǒng)供電裝置的體積、重量和噪音，同時(shí)延長了車載高功率微波系統(tǒng)工作時(shí)間。本實(shí)用新型尤其適用于高功率微波系統(tǒng)。
【專利說明】混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高功率微波系統(tǒng)，特別涉及一種具有混合供電裝置的車載高功率微波系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率微波系統(tǒng)可以輻射大功率微波信號(hào)，可以用于微波通信、干擾、有源拒止、消冰除雪。
[0003]高功率微波系統(tǒng)需要輻射能量，但高功率微波系統(tǒng)的效率低，需要采用初級能源為高功率微波系統(tǒng)供電，對于高功率微波系統(tǒng)，其特點(diǎn)是大多數(shù)系統(tǒng)工作于脈沖或準(zhǔn)連續(xù)波狀態(tài)，因此需要初級電源提供的瞬時(shí)功率非常高，但由于占空比不高，因此平均功率并不高。車載高功率微波系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是其移動(dòng)性，工作于野外的車載微波高功率系統(tǒng)，很難獲得市電的能源補(bǔ)充，需要靠自生存儲(chǔ)的能量來完成工作，因此需要充分利用好其攜帶的能源。
[0004]對于車載系統(tǒng)能攜帶的能源主要來源于兩個(gè):柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池，前者是將燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，后者是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
[0005]若采用單柴油發(fā)電機(jī)為車載高功率微波系統(tǒng)的電源，由于車載高功率微波系統(tǒng)采用脈沖或準(zhǔn)連續(xù)波工作模式，對于一定占空比的高功率微波系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)一直工作，但只在很短時(shí)間內(nèi)提供滿負(fù)荷，大多數(shù)情況下負(fù)載沒到標(biāo)稱值，使得供電效率低下；若采用單獨(dú)蓄電池供電，由于電池儲(chǔ)能能力和瞬時(shí)通過電流的限制，需要異常龐大和復(fù)雜的蓄電池才能提供滿足高功率微波系統(tǒng)工作所需的大電流。因此目前的車載高功率微波系統(tǒng)供電手段存在供電效率低下、體積大、適用性較差的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型針對上述傳統(tǒng)的單一供電方式的車載高功率微波系統(tǒng)存在的效率低下以及適用性較差的問題，提供一種混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括車載高功率微波系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器、開關(guān)組、蓄電池組、逆變器和發(fā)電機(jī)，所述控制器分別與車載高功率微波系統(tǒng)和開關(guān)組連接，所述開關(guān)組分別與車載高功率微波系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、逆變器和蓄電池組連接；所述控制器根據(jù)車載高功率微波系統(tǒng)的高功率微波輻射特性產(chǎn)生同步控制信號(hào)，該同步控制信號(hào)一方面用于車載高功率微波系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的微波信號(hào)，另一方面用于控制開關(guān)組:當(dāng)該同步控制信號(hào)為高電平時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)通過開關(guān)組為車載高功率微波系統(tǒng)供電，同時(shí)蓄電池組經(jīng)逆變器和開關(guān)組為車載高功率微波系統(tǒng)供電；當(dāng)該同步控制信號(hào)為低電平時(shí)，蓄電池組無需對車載高功率微波系統(tǒng)供電，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)通過開關(guān)組為蓄電池組充電。
[0009]本實(shí)用新型總的技術(shù)方案，通過采用發(fā)電機(jī)與電池逆變的混合供電方案為高功率微波裝置供電，從而延長微波裝置的工作時(shí)間。在車載高功率微波系統(tǒng)運(yùn)行期間，通過控制器的控制，發(fā)電機(jī)一直工作，為車載高功率微波系統(tǒng)提供初級能源，維系車載高功率微波系統(tǒng)正常工作，在向外輻射信號(hào)時(shí)工作，蓄電池組經(jīng)過逆變?yōu)檐囕d高功率微波系統(tǒng)提供能量補(bǔ)充，而在休止期發(fā)電機(jī)為電池組補(bǔ)充能量。
[0010]具體的，所述發(fā)電機(jī)為柴油發(fā)電機(jī)。
[0011]具體的，所述開關(guān)組由MOS開關(guān)管組成。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為，有效的減少了高功率微波系統(tǒng)供電裝置的體積、重量和噪音，同時(shí)延長了車載高功率微波系統(tǒng)工作時(shí)間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的邏輯示意框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的車載高功率微波系統(tǒng)的工作模式示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的蓄電池組的工作模式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)，包括車載高功率微波系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器、開關(guān)組、蓄電池組、逆變器和發(fā)電機(jī)，所述控制器分別與車載聞功率微波系統(tǒng)和開關(guān)組連接，所述開關(guān)組分別與車載聞功率微波系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、逆變器和蓄電池組連接；所述控制器根據(jù)車載高功率微波系統(tǒng)的高功率微波輻射特性產(chǎn)生同步控制信號(hào)，該同步控制信號(hào)一方面用于車載高功率微波系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的微波信號(hào)，另一方面用于控制開關(guān)組:當(dāng)該同步控制信號(hào)為高電平時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)通過開關(guān)組為車載高功率微波系統(tǒng)供電，同時(shí)蓄電池組經(jīng)逆變器和開關(guān)組為車載高功率微波系統(tǒng)供電；當(dāng)該同步控制信號(hào)為低電平時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池組均無需對車載高功率微波系統(tǒng)供電，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)通過開關(guān)組為蓄電池組充電。
[0018]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0019]車載高功率微波系統(tǒng)主要包含有產(chǎn)生微波發(fā)射信號(hào)的微波信號(hào)控制模塊和發(fā)射微波的發(fā)射機(jī)，微波信號(hào)控制模塊產(chǎn)生脈沖控制信號(hào)，控制發(fā)射機(jī)進(jìn)行微波發(fā)射，信號(hào)產(chǎn)生后通過一系列的電路(如放大電路)后由發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射，本實(shí)用新型的控制器的控制信號(hào)與車載高功率微波系統(tǒng)的微波發(fā)射控制信號(hào)同步，實(shí)現(xiàn)該同步控制信號(hào)有多種方法，如控制器與微信號(hào)控制模塊采用相同的控制時(shí)鐘，采用相同的震蕩頻率產(chǎn)生相同的脈沖信號(hào)，或者控制器的控制信號(hào)產(chǎn)生端直接采用微波發(fā)射控制模塊的時(shí)鐘信號(hào)均可實(shí)現(xiàn)同步，目的在于使微波系統(tǒng)發(fā)射微波的同時(shí)，混合供電裝置已經(jīng)在控制器的控制下完成供電模塊的轉(zhuǎn)換，為微波系統(tǒng)提供電能。
[0020]如圖2所示，車載高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的工作為脈沖或準(zhǔn)連續(xù)波模式，因此車載高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中的微波信號(hào)發(fā)射器發(fā)射微波是按一定規(guī)律工作的，根據(jù)微波發(fā)射的時(shí)間特性，在微波信號(hào)發(fā)射時(shí)控制蓄電池組供電，在微波信號(hào)發(fā)生器休止時(shí)控制發(fā)電機(jī)為蓄電池組充電，從而實(shí)現(xiàn)延長系統(tǒng)工作時(shí)間的目的。其中，控制器根據(jù)車載高功率微波系統(tǒng)的高功率微波輻射特性產(chǎn)生同步控制信號(hào)，該同步控制信號(hào)一方面用于車載高功率微波系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的微波信號(hào)，另一方面用于控制開關(guān)組:當(dāng)該同步控制信號(hào)為高電平時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)通過開關(guān)組為車載高功率微波系統(tǒng)供電，同時(shí)蓄電池組經(jīng)逆變器和開關(guān)組為車載高功率微波系統(tǒng)供電；當(dāng)該同步控制信號(hào)為低電平時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池組均無需對車載高功率微波系統(tǒng)供電，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)通過開關(guān)組為蓄電池組充電。
[0021]如圖3所示，為與車載高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)工作模式對應(yīng)的蓄電池組工作模式，在車載高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)發(fā)射微波時(shí)為車載高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)供電，在車載高功率微波系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)休止時(shí)充電。
[0022]其中，柴油發(fā)電機(jī)一直工作，為發(fā)射系統(tǒng)提供初級能源，維系發(fā)射系統(tǒng)正常工作，蓄電池組經(jīng)過逆變?yōu)榘l(fā)射系統(tǒng)提供能量補(bǔ)充，只在向外輻射信號(hào)時(shí)工作，而在休止期柴油發(fā)電機(jī)為電池組補(bǔ)充能量。
[0023]設(shè)定車載高功率微波系統(tǒng)瞬時(shí)輻射功率為P kw,系統(tǒng)電源效率為η，則電源瞬時(shí)功率為PS=P/ η。若采用柴油發(fā)電機(jī)單獨(dú)為車載高功率微波系統(tǒng)供電，則要求發(fā)電機(jī)瞬時(shí)視在功率不小于PS ;采用蓄電池組單獨(dú)為車載高功率微波系統(tǒng)供電，則要求逆變的視在瞬時(shí)功率不小于PS，逆變效率為η 1，逆變電壓為VI，則流過電池組的電流為:
[0024]Al=Ps/ n 1/V1 ；
[0025]采用本實(shí)用新型的方案為車載高功率微波系統(tǒng)供電:
[0026]假設(shè):
[0027]發(fā)電機(jī)功率為Pl
[0028]蓄電池逆變功率為P2
[0029]則需要滿足:P1+P2≥Ps
[0030]對于蓄電池逆變效率為Π2，逆變電壓為V2，流過蓄電池的瞬時(shí)電流為:
[0031]A2=P2/ n2/V2,
[0032]根據(jù)微波裝置脈沖(準(zhǔn)連續(xù)波)工作模式特點(diǎn)，在系統(tǒng)不輻射能量期間，利用發(fā)電機(jī)對電池組充電，確保電池組始終保持儲(chǔ)能。如圖2所示。
[0033]若為車載高功率微波系統(tǒng)工作時(shí)間為Tl，休止時(shí)間為T2，占空比:
[0034]D=Tl/ (T1+T2)
[0035]車載高功率微波系統(tǒng)的平功率為:
[0036]PAV=P.D
[0037]若系統(tǒng)在休止期的瞬時(shí)功率為P3，
[0038]P3 ≤PS
[0039]在休止期時(shí)，混合系統(tǒng)可為蓄電池組提供充電功率為:
[0040]PCHAR=PS-P2-P3
[0041]最大充電電流:
[0042]ACHAR=PCHAR/VCHAR
[0043]充電的工作原理如圖3所示。
[0044]因此采用本實(shí)用新型，在車載系統(tǒng)油料耗盡后，蓄電池依然可以為系統(tǒng)提供功率，延長系統(tǒng)工作時(shí)間。
[0045]如果車輛滿載柴油L升，可燃燒產(chǎn)生電能U焦耳，由于采用混合供電，若Pl ^PS,則采用混合動(dòng)力的系統(tǒng)可工作時(shí)間將延長；同時(shí)若采用混合動(dòng)力供電，在柴油耗盡時(shí)，蓄電池組依舊可以維系系統(tǒng)工作，時(shí)間取決于電池組儲(chǔ)能容量和逆變器的功率容量。
[0046]以一個(gè)輻射20KW的高功率微波系統(tǒng)為例
[0047]若發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電時(shí)，若高功率微波系統(tǒng)效率為20%，則發(fā)電機(jī)視在功率=IOOKW,考慮發(fā)電機(jī)功率因素為0.8，則發(fā)電機(jī)發(fā)電能力不弱于125KW。
[0048]若采用電池組單獨(dú)供電時(shí)，逆變器輸出視在功率=IOOKW,若逆變效率80%，則電池組瞬時(shí)提供功率為125KW，采用48V電池組進(jìn)行三相逆變，則每組電流=125kw/3/48=0.858KA,若每個(gè)電池組過流限制在500A，則需要兩組并聯(lián)并經(jīng)過均流裝置提供如此大的電流。
[0049]若采用50kw發(fā)電機(jī)供電和蓄電池組混合供電方式，考慮發(fā)電機(jī)功率因素為0.8，則發(fā)電機(jī)發(fā)電能力不弱于62.5KW,如表1的柴油發(fā)電機(jī)參數(shù)，體積、重量、噪聲較單獨(dú)柴油發(fā)電機(jī)供電減少1/3以上，若逆變效率80%，則電池組瞬時(shí)提供功率為62.5KW,采用48V電池組進(jìn)行三相逆變，則每組電流=62.5kw/3/48=0.434Ka,若每個(gè)電池組過流限制在500A，則只需要一組電池組提供如此大的電流。如表2高能蓄電池參數(shù)，體積重量可減少一半。
[0050]表1柴油發(fā)電機(jī)參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)，包括車載高功率微波系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器、開關(guān)組、蓄電池組、逆變器和發(fā)電機(jī)，所述控制器分別與車載高功率微波系統(tǒng)和開關(guān)組連接，所述開關(guān)組分別與車載高功率微波系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、逆變器和蓄電池組連接；所述控制器根據(jù)車載高功率微波系統(tǒng)的高功率微波輻射特性產(chǎn)生同步控制信號(hào)，該同步控制信號(hào)一方面用于車載高功率微波系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的微波信號(hào)，另一方面用于控制開關(guān)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)為柴油發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合供電的車載高功率微波系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)組由MOS開關(guān)管組成。
【文檔編號(hào)】H02J7/14GK203660629SQ201420024508
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】田忠 申請人:成都華之芯科技有限公司