实现零电压开关的半桥DC—DC变换器的“改变占空比PWM控制”新方案

不对称控制方案是半桥隔离DC—DC变换器实现零电压开关（ZVS）的一种途径。但是由于电压不平稳和电流分量的压力，它不适宜于宽范围的输入电压。本文提出了一个半桥隔离dc—dc变换器的新“改变占空比PWM控制”方案，可以在没有不对称代价以及不增加额外元件的情况下实现ZVS工作。因为两个开关的占空比宽度保持相等。不对称电流和电压压力问题就消除了。说明了工作原理和主要特征。实验结果证实了用所提出的“改变占空比”控制方法可以获得较高的效率，尤其是在较高的开关频率。     

星上DC/DC变换器国内外研究现状

随着电子器件、材料、工艺的飞速发展,星上DC/DC变换器性能在最近几十年有了很大提高。介绍了星上DC/DC变换器国内外现状发展情况,分别从拓扑结构、控制方式、材料工艺等方面进行了较为详细的论述,并结合国内相关技术发展的现状,展望了国内星上DC/DC变换器的发展趋势。     

宇航用100V厚膜DC/DC电源变换器极限评估试验研究

针对宇航用元器件可靠性验证要求,提出宇航用100 V厚膜DC/DC电源变换器的极限评估方法。以新研典型产品为例,依据型号应用的关键参数、相关极限判据和器件详细规范初稿,制定极限评估试验项目及其方法、条件,进行针对性的电应力、温度应力、机械应力等极限试验,并依据试验结果分析器件的各类极限、可靠性裕量等信息,为宇航用100 V厚膜DC/DC电源变换器的研制和应用提供参考。     

MOSFET单粒子烧毁引起的DC/DC电源变换器功能失效试验研究

文章利用回旋加速器产生的Kr离子,对双路输出的DC/DC电源变换器开展了单粒子效应试验研究,分析了在空载和加载两种偏置条件下的试验结果,指出内部功率MOSFETs器件的漏-源端电压在单粒子辐照条件下超出了器件的击穿电压是导致DC/DC电源变换器单粒子功能失效的直接原因,最后给出了航天器电源系统抗辐射设计和功率MOSFETs器件选用建议。     

DC/DC变换器抗辐射试验

文章以ZHDC28S05/18W型数字化DC/DC变换器(额定输入28V,输出5V/3.6A)为例,制定了DC/DC变换器辐射总剂量和单粒子效应试验的方案并进行了摸底试验,根据试验结果更换了集成功率芯片LM2596-ADJ,使产品的抗辐射性能有了明显提高.     

航天器DC/DC变换器启动特性建模分析研究

介绍和分析了单管正激型DC/DC变换器的工作原理,指出变换器内置输入滤波器决定了其启动瞬间阻抗特性;提出变换器内置滤波器构成了二阶欠阻尼系统,当有阶跃电压输入时,滤波电容充电电流会产生衰减振荡,即为浪涌电流产生的根本原因。在此基础上,文章运用＂拉普拉斯变换＂对浪涌电流的计算公式进行了推导,并推导出浪涌电流的时域公式。提出了单管正激型DC/DC变换器启动特性仿真模型的建立方法,并通过试验验证了仿真模型建立的有效性。     

抽头电感滤波器辅助PWM DC-DC功率变换器实现软开关功能

推荐了一种使用新型高频变压器连接的全桥软开关移相脉宽调制（PWM）控制的DC-DC功率变换器。可以把此种功率变换器用作小型光伏电池与燃料电池发电系统的功率调节器以及汽车交流电源的隔离式升压DC-DC功率变换器。在低压大电流电源中，全桥电路是最具吸引力的拓扑，因为可以使用低压高性能金属氧化半导体场效应晶体管（MOSFET），并且能实现DC-DC功率变换器的高效率。为了能在大负载波动范围内实现软开关运行，新近在全桥移相PWMdc-dc变换器的输出级采用了包含续流二极管的抽头电感滤波器。在本文推荐的电路中，无需使用附加谐振电路和辅助功率变换器件就能有效降低循环电流。采用设置为1kW 100kHz的实验模板（使用功率MOSFET）对本文推荐的软开关dc-dc功率变换器的实际效率进行了实验室级别的试验。大工作比和负载变化范围内得到的实际效率为94～97％。     

对大功率航空谐振环路变换器的系统设计考虑

已研制出一种新型变速恒频（VSCF）400Hz飞机发电系统，该系统使用了一种有源箝位谐振直流环变换器。描述了选择谐振变换器功率级最佳配置的设计方法，包括选择满足关键控制性能参数的功率器件值的技术。讨论了变换器各元件之间的相互影响，并且提出了选择的参数值必须满足多方面的、有时甚至是相互矛盾的系统性能指标，并通过60kVA实验系统的仿真和测试数据验证了该系统的可行性。     

卫星器件DC/DC抗单粒子效应的研究

文章介绍了在空间环境辐射效应的影响下卫星器件DC/DC电源转换器抗单粒子效应的实验研究工作.文章阐述了单粒子效应的机理及其对卫星器件的影响,并且介绍了利用串列加速器模拟空间辐射效应的实验.     

新型大功率高效率空间行波管电源

空间行波管放大器是通信、导航、数传等卫星中重要的功率放大部件。行波管电源是其重要组成部分,在接近50多年的行波管电源研发和制造历史中,行波管电源总体向着高效率、小体积、轻重量、高功率的方向不断发展。提出一种新型大功率高效率空间行波管电源,采用Buck+推挽两级式拓扑结构,低压采用一种新型Buck变换器,通过无损缓冲的方式,实现了Buck变换器各个开关管的软开关;高压采用谐振推挽的拓扑结构,实现了开关管的软开关,使行波管电源效率达到了94%,并在一台500W的样机中进行了实验验证,使行波管电源的体积、重量和效率指标得到进一步提升,为行放电源的小型化、高效率奠定了坚实的基础。     

大功率离子推力器屏栅电源拓扑技术进展与展望

将离子推力器电源处理单元(PPU)的屏栅电源拓扑作为研究对象,从电推进发展现状及趋势出发,介绍了国内外的研究进展和应用情况。主要就目前屏栅电源所用到的双全桥并联拓扑、全桥谐振变换器、推挽变换器组成的组合变换器拓扑和全桥软开关拓扑进行论证分析,归纳了各屏栅电源拓扑的技术特点,最后结合我国今后PPU屏栅电源的发展需求,对屏栅电源新技术、新拓扑和功率量级等3方面作出展望,可为今后研制超大功率PPU屏栅电源提供研究方向与技术参考。     

全桥ZVS变换器的一个新系列

本文介绍软开关全桥（FB）脉宽调制（PWM）变换器的一种新系列，它的特征是在宽范围输入电压和输出负载上所有桥开关是零电压开关（ZVS）的，并且具有最小的占空比损耗和环流。ZVS的初级开关采用两个磁性元件来实现，两个桥臂间的相移变化使这两个磁性元件的伏秒积作相反方向的变化。其中一个磁性元件是变压器，而另一个是耦合电感器或是单绕组电感器。采用变压器是提供隔离输出，而电感器用于为ZVS存贮能量。     

神舟飞船百叶窗控制器EMC加固试验的探索与实践

航天设备中普遍采用的DC／DC电源变换器,在高频开关状态下工作时引进了严重的电磁干扰,本文结合具体设备的EMC试验中出现的“超标”现象,对应用Interpoint滤波模块与DC／DC电源变换器模块配套使用的电路进行了具体分析。并介绍了EMC加固试验的探索与实践中,设计必要的补偿电路,采取多种措施降低或抑制各种高频噪声与电磁干扰。消除“超标”现象,达到较好的电磁兼容效果。     

无开关损耗恒定频率谐振DC／DC变换器

本文给出了工作在恒定频率下、开关损耗接近零的两种不同谐振ＤＣ／ＤＣ变换器的电路结构图。给出的电路结构图还具有以下特点：１）开关损耗、缓总损耗近似为零；２）跨接在全桥开关输出二级管上的电压强度低；３）降低了对输出滤波器的要求；４）满负荷时不增加导电损耗。     

采用ZCS辅助电路的ZVT BOOST变换器

文章提出了一种采用零电流开关（ZCS）作辅助开关而主开关为零电压转换（ZVT）的软开关BOOST变换器；介绍并分析了变换器的工作区间；讨论了设计思路；演示了一个采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）的600W10KHz380V输出、交流-直流的BOOST变换器构成的功率因素校正器所获得的实验结果的设计例子。结果表明，在整个规定的线路和负载条件下，辅助开关维持ZCS的同时主开关保持ZVT。     

具有自然输入功率因数校正的PWM全桥变换器

本文提出了可以同时进行输入功率因数校正（PFC）和dc—dc转换的脉宽调制（PWM）全桥变换器。该变换器与标准电压反馈PWM全桥变换器一样，都具有二极管桥低通滤波器前端，但略有改进的是功率因数的改善，使其足以符合电子设备的EN61000-3-2技术要求。解释并分析了变换器的运行，还详细地论述了分析结果可以用来确定变换器的稳态特征。然后推导出选择元件的设计过程，并举例进行了验证。变换器的可行性及其符合电子设备EN61000-3-2技术要求的能力已用试验样品所获得的结果进行了证实。     

高压大功率S3MPR电源控制器设计与验证

针对航天器平台一级能源变换高压大功率的应用需求,采用并联式DC/DC变换器的最大功率点跟踪(MPPT)拓扑结构,设计一种顺序开关分流最大功率调节(S~3MPR)电源控制器。为了解决传统S~3MPR技术的算法电路复杂、跟踪精度低等问题,兼顾航天器应用环境的特殊性,通过采用模拟电路实现的方式设计出一种基于交错扰动方法的MPPT控制算法电路。该算法可以实现太阳电池阵电压电流输出较大范围内精确跟踪其最大功率输出。研制了5 kW功率(10路太阳电池阵)的原理样机对设计进行试验验证,结果表明:电源控制器性能良好,满足高压大功率航天器平台的应用需求。     

卫星高速数据传输领域中的相控阵技术应用研究

分析有源相控阵技术在高速数据传输领域的应用特点,指出卫星数传领域中使用相控阵技术需要在设计应用过程中关注的若干指标,可作为相控阵数传系统总体设计指标分解依据及参考。最后,搭建无线外场测试环境,验证在高速数据传输中使用有源相控阵天线的可行性和可靠性。     

DC/DC电源模块失效案例分析

以DC/DC电源模块在实际使用中发生的失效为研究背景,介绍了该电源模块的基本结构和工作原理,并结合本案例中的实际失效情况,对常见电源模块的失效机理进行分析与阐述。最后对电源模块的设计、使用环节提出了几点建议。     

SPS系列程序控制电源设计

SPS系列程序控制电源是为卫星空间环境模拟试验研制的一种新型开关电源。它通过改变DC/DC变换器的脉冲占空比实现输出电压由OV起的大范围调节。输出电压即可手动调节,又可程控调节。手动调节具有自动复位功能;程控调节即可配置BITBUS(位总线)串行通讯接口,又可配置IEEE-488并行通讯接口。