鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月27日
基于UC1845的多路輸出雙管反激開關電源方案分析
引言
隨著器件、工藝水平的飛速發展,開關型功率變換器已發展成高效、輕型的直流電源,空間飛行器(星、箭、船等)DC/DC變換器(又稱二次電源)也采用該項技術。
主要原因是衛星電子設備對電源的效率、重量、體積和可靠性的要求越來越高,而傳統的線性電源方案幾乎無法滿足飛行器系統的需要。在各種類型的DC/DC變換器中,PWM型DC/DC變換器因結構種類多,技術領先,便于實現,已經得到廣泛應用。
在航天應用領域開關電源的多種拓撲中,可用于100V高壓母線輸入多路輸出的開關電源,大多數采用的是兩級式變換器,如Buck+推挽兩級式變換器,先通過Buck電路將母線電壓降壓,這樣母線電壓要經過二次調整,使電壓調整率降低;再從器件數量上來說,兩級拓撲,功率開關管至少需要3個,電源體積大且功率密度低,從整體分析不是很理想;而對于可以承受高壓輸入的雙管正激開關電源來說,電路結構相對簡單,但其不適合用于多路輸出的場合,輸出交叉調整率較低,穩定度差;適合用于中小功率多路輸出DC-DC變換器的電路拓撲還有是單管反激電路,其電路結構簡單,成本低,但在高輸入電壓場合中單管反激電路主開關管的電壓應力非常高,選用200V耐壓的MOSFET管根本無法滿足Ⅰ級降額的要求,如果選用更高耐壓的MOSFET管,由于其導通電阻更高,勢必影響電源的轉換效率,同時還可能帶來真空環境下的低氣壓放電問題。
因此為了克服以上所提到的問題,本文設計了一種星上用基于UC1845的多路輸出雙管反激開關電源,很適合應用于高壓100V母線輸入、多路輸出場合。對于雙管反激開關電源,首先,其電路拓撲簡單,輸入輸出電氣隔離升/降壓范圍廣,具有輸出多路負載自動均衡等優點;其次,由于航天電源對可靠性的要求,所有器件必須滿足一級降額標準,在雙管反激變換電路中,當功率管關斷時,變壓器漏感電流可通過續流二極管反饋給電源同時將開關管兩端的電壓箝位在電源電壓,因此功率管所承受的電壓應力和輸入電壓相等,使選管的范圍擴大,可靠性提高;再次,雙管反激開關電源電路漏感能量可以回饋到輸入側,無須增加任何吸收電路,因而轉換效率也比單管反激電路高。因此將其運用于航天器高壓輸入多路輸出場合,優勢很大,具有實際的工程應用價值。
1、系統設計圖
系統設計框圖如圖1所示。
2、雙管反激拓撲結構
雙管反激拓撲結構如圖2所示。
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