一種寬輸入范圍高效率宇航二次電源的設(shè)計(jì)
電子技術(shù)應(yīng)用
李雙剛，徐歡，曹佳君
上海空間電源研究所
摘要： 提出一種寬輸入電壓、高效率100 W宇航二次電源的設(shè)計(jì)方法。輸入電壓范圍達(dá)到20 V~50 V，可覆蓋星上28 V母線、42 V母線電壓范圍。峰值效率達(dá)到90%以上，具有體積小、功率密度高的特點(diǎn)。采用單端反激電路拓?fù)洌ㄟ^加入斜坡補(bǔ)償技術(shù)，使得反激變換器的占空比工作在60%以上，拓寬了輸入電壓范圍。同時(shí)采用平面變壓器技術(shù)，降低變壓器漏感，提高效率并減小尺寸。
中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245193
中文引用格式： 李雙剛，徐歡，曹佳君. 一種寬輸入范圍高效率宇航二次電源的設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(11)：109-113.
英文引用格式： Li Shuanggang，Xu Huan，Cao Jiajun. Design of a wide input range and high efficiency space secondary converter[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(11)：109-113.
中文引用格式： 李雙剛，徐歡，曹佳君. 一種寬輸入范圍高效率宇航二次電源的設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(11)：109-113.
英文引用格式： Li Shuanggang，Xu Huan，Cao Jiajun. Design of a wide input range and high efficiency space secondary converter[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(11)：109-113.
Design of a wide input range and high efficiency space secondary converter
Li Shuanggang，Xu Huan，Cao Jiajun
Shanghai Institute of Space Power-sources
Abstract： This article proposes a design method for a wide input voltage and high efficiency 100 W space secondary power supply. The input voltage range reaches 20 V~50 V, which can cover the voltage range of 28 V and 42 V buses on the satellite. The peak efficiency reaches over 90%, with the characteristics of small size and high power density. Adopting a single ended flyback circuit topology and incorporating slope compensation technology, the duty cycle of the flyback converter operates at over 60%, expanding the input voltage range. Simultaneously using planar transformer technology to reduce transformer leakage inductance, improve efficiency, and reduce size.
Key words : secondary power supply；flyback；slope compensation；planar transformer
引言
隨著航天器二次電源的發(fā)展，航天二次電源對(duì)體積和效率的要求越來(lái)越高。但是宇航電源由于存在抗輻照的工作環(huán)境，必須采用具有抗輻照能力的VDMOS，而這類器件開關(guān)特性普遍較差[1-2]，因此改善電路參數(shù)，尋找合適的工作模式成為提升電源效率的主要途徑。
同時(shí)航天二次電源的發(fā)展與航天器電源系統(tǒng)的供電體制也密切相關(guān)，目前航天器電源系統(tǒng)母線電源有28 V母線、42 V母線和100 V母線，為了簡(jiǎn)化電源模塊數(shù)量，需要二次電源能夠兼容寬輸入電壓的應(yīng)用。文獻(xiàn)[3]提出一種交錯(cuò)正激電路實(shí)現(xiàn)低壓大電流的高效率輸出，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，器件較多。本文介紹一款輸入20 V~50 V，輸出28 V 100 W的反激式二次電源，可覆蓋28 V和42 V母線范圍，功率覆蓋大多數(shù)航天二次電源的功率需求。拓?fù)浜?jiǎn)單，器件少，同時(shí)通過優(yōu)化電路參數(shù)并引入平面變壓器的使用，在全輸入范圍內(nèi)，20 V輸入電壓下，效率可達(dá)到90%以上，42 V輸入電壓下效率達(dá)到91.3%。
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作者信息：
李雙剛，徐歡，曹佳君
（上海空間電源研究所，上海 200245）
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