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基于UC1845的多路输出双管反激开关电源方案

导读: 随着器件、工艺水平的飞速发展,开关型功率变换器已发展成高效、轻型的直流电源,空间飞行器(星、箭、船等)DC/DC变换器(又称二次电源)也采用该项技术。

  引言

  随着器件、工艺水平的飞速发展,开关型功率变换器已发展成高效、轻型的直流电源,空间飞行器(星、箭、船等)DC/DC变换器(又称二次电源)也采用该项技术。

  主要原因是卫星电子设备对电源的效率、重量、体积和可靠性的要求越来越高,而传统的线性电源方案几乎无法满足飞行器系统的需要。在各种类型的DC/DC变换器中,PWM型DC/DC变换器因结构种类多,技术领先,便于实现,已经得到广泛应用。

  在航天应用领域开关电源的多种拓扑中,可用于100V高压母线输入多路输出的开关电源,大多数采用的是两级式变换器,如Buck+推挽两级式变换器,先通过Buck电路将母线电压降压,这样母线电压要经过二次调整,使电压调整率降低;再从器件数量上来说,两级拓扑,功率开关管至少需要3个,电源体积大且功率密度低,从整体分析不是很理想;而对于可以承受高压输入的双管正激开关电源来说,电路结构相对简单,但其不适合用于多路输出的场合,输出交叉调整率较低,稳定度差;适合用于中小功率多路输出DC-DC变换器的电路拓扑还有是单管反激电路,其电路结构简单,成本低,但在高输入电压场合中单管反激电路主开关管的电压应力非常高,选用200V耐压的MOSFET管根本无法满足Ⅰ级降额的要求,如果选用更高耐压的MOSFET管,由于其导通电阻更高,势必影响电源的转换效率,同时还可能带来真空环境下的低气压放电问题。

  因此为了克服以上所提到的问题,本文设计了一种星上用基于UC1845的多路输出双管反激开关电源,很适合应用于高压100V母线输入、多路输出场合。对于双管反激开关电源,首先,其电路拓扑简单,输入输出电气隔离升/降压范围广,具有输出多路负载自动均衡等优点;其次,由于航天电源对可靠性的要求,所有器件必须满足一级降额标准,在双管反激变换电路中,当功率管关断时,变压器漏感电流可通过续流二极管反馈给电源同时将开关管两端的电压箝位在电源电压,因此功率管所承受的电压应力和输入电压相等,使选管的范围扩大,可靠性提高;再次,双管反激开关电源电路漏感能量可以回馈到输入侧,无须增加任何吸收电路,因而转换效率也比单管反激电路高。因此将其运用于航天器高压输入多路输出场合,优势很大,具有实际的工程应用价值。

  1、系统设计图

  系统设计框图如图1所示。

基于UC1845的多路输出双管反激开关电源方案

  2、双管反激拓扑结构

  双管反激拓扑结构如图2所示。

基于UC1845的多路输出双管反激开关电源方案

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