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。     

新建自激反激变换器方程及其解析解

本文的目的是寻找自激反激变换器运行状态特征参量 (运行频率、磁通密度等 )与设计这种变换器所用的基本物理参量之间的函数关系。所用方法与传统方法不同 ,不用电磁学中定义的电气特征参量L ,而基于磁路参量及磁能密度表征变换器输入能量 ,建立了自激反激变换器运行状态特征参量应满足的方程并得到所需的解析解。这个新的结果不仅使设计这种变换器十分简便 ,而且揭示了这种变换器的许多运行特性 ,其中有些是前所未知、意外且十分重要的     

双输出脉宽调制型DC—DC电源变换器

介绍了一种新型隔离大直流－直流电源变换器，阐述了其工作原理、电路特点以及其主要技术指标。该变换器采用双输出脉宽调制技术，具有较高的可靠性。     

新建他激反激变换器方程及其解析解

引用文 [1 ]的思路 ,寻找他激反激变换器的运行状态特征参量 (磁通密度增量、剩余磁通密度和占空比 )与构成这一变换器的基本物理参量之间的函数关系。首先阐明由于频率给定 ,他激反激变换器稳态运行时会出现无剩磁工况和有剩磁工况两种。而后确定这两种工况下 ,磁路等效储能空间单位体积每个周期的传输能量 (命名为“磁能传输密度”)。在这基础上 ,分别建立和解出他激反激变换器在不同工况下稳定运行时应满足的方程。最后根据所得的解析解阐明这种变换器的特性。本文和文 [1 ],以磁路分析为基础建立了一种新的反激变换器理论。     

多模式准谐振反激式开关电源建模验证与容差分析

在Saber平台下建立了基于NCP1380芯片的准谐振电流模式开关电源控制器,并将其用于一个反激式开关电源中,通过对电路关键管脚波形的测试,验证了模型的有效性,对所建立的准谐振反激式开关电源进行了容差分析,证明了该开关电源方案的可行性。     

一种空间锂离子电池非耗散型均衡方法

针对空间锂离子电池串联使用的单体电压均衡问题,文章提出一种应用双向反激DC/AC变换器的非能量耗散型均衡控制方法。串联锂离子电池中容量较高的单体能量可以通过DC/AC变换器,在时序脉冲的控制下,经过公用母线进入容量较低的单体,从而实现单体之间电压的均衡。通过对变压器副边电压的分时采集可提供单体电压遥测,避免了高共模电压条件对测量带来的影响。文章利用Multisim软件对所提出的方法的功能和性能进行了仿真分析,结果证明了其有效性。     

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％。     

等离子体点火用高压电源设计方法研究

根据等离子体点火对高压直流电源的要求,选用具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器为主电路拓扑结构,针对电感电流连续模式下的谐振变换器,在对其工作原理分析的基础上,用基波近似法推导出变换器的稳态模型,建立了变换器的等效电路,并给出了便于工程设计的电路的数学描述.通过研究各参数对电路性能所造成的影响,设计最优化的参数以保证开关管在全负载范围内实现零电压开关,有效降低了开关管的热损耗.详细介绍了电源系统的组成和电路参数的设计方法,针对该设计方案,通过仿真结果证实了理论分析的正确性.     

电源标准化及QJ1228A—95简介

简述了组合电源的缺点及电源标准化的意义,简介了QJ1228A—95《模块式 DC/DC电源变换器系列》的主要内容,并分析了标准实施效果。     

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。     

高压大功率多电平技术研究

介绍了一种用于高压大功率条件下的升压型三电平变换器.给出了变换器的拓扑结构,以及4种工作模态.分析了电路开关管和二极管的电压应力,讨论了开关管和二极管分别发生短路失效时的等效电路,并用实验进行了电路应用的可行性验证.分析了高压大功率升压型三电平变换器工程化实现中的关键器件选型和电路单管失效模式下性能提升等有待解决的问题.     

空间核电源电力系统功率因数校正技术的研究

为满足我国未来深空探测、星表基地等空间任务电源系统的需求,通过采用基于空间核电源系统的功率因数校正技术来滤除和抑制由发电机产生的谐波,从而提高系统的用电效率。提出一种新型Boost PFC拓扑结构,首先分析变换器的工作原理,之后对工作在连续电流导通模式下的Boost变换器进行建模分析。通过对变换器双环控制中的电压环和电流环进行理论设计和数学推导,从而确定控制环路参数。采用PLECS仿真软件对变换器的控制策略和系统的动态响应进行验证,并实现输入电流对输入电压的零相位正弦化追踪。     

准谐振反激变换器问题的解析解及其几何特征

本文从直接分析磁能储送的观点[1,2 ] 出发 ,将准谐振反激变换器[3] 和自激反激变换器各自的状态变量B(t) ,以同一导通起点放在一起 ,将它作为一个几何问题讨论 ,发现其中存在一重要的几何特征 ,很易获得这两种变换器磁路状态特征参量 (磁通密度、运行周期和占空比 )之间的解析关系。利用这些关系 ,一个准谐振反激变换器的设计问题就可以转化为一个自激反激变换器的设计问题 ;再引用文 [1]的解析结果即可确定磁能储送器的基本物理参量     

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。     

航天用高效率半导体激光器驱动电源

随着航天用半导体激光器功率的增加,对其驱动电源的效率提出了更高的需求,采用传统硬开关变换方式的反激已经无法满足效率要求。针对此问题,基于高可靠性器件和反激拓扑,研究一种高效率的恒流源实现方法。反激主电路采用准谐振的工作模式,谷底开通方式使其开关损耗大幅下降。利用一个电流互感器配合简单外围电路实现电流过零检测、输出电流平均值检测以及同步整流驱动三个功能,进一步降低了辅助电路的损耗。搭建了实验样机进行效率测试。结果表明:采用此设计方案的样机在额定负载下效率可以达到92%以上。     

硅压阻式湿度传感器

介绍应变式湿度传感器的工作原理,以硅压阻元件为基础,制作了湿度传感器、组成桥式电路,得到电压输出,湿度与输出呈直线关系,滞后特性甚小,满足实用要求。     

卫星三端口DC-DC变换器技术综述

三端口DC-DC变换器可以同时将太阳电池阵和蓄电池组的功率统一变换到负载端。从外部端口看,电源控制器可以看作一个双输入、单输出的三端口DC-DC变换器,同时实现太阳电池阵调节、蓄电池组充放电控制,并保持负载端电压稳定。文章从三端口DC-DC变换器的拓扑结构、控制方法等方面进行调研,分析不同三端口DC-DC变换器的设计原理和特点,对其关键技术和适用性加以总结,提出电源控制器优化设计建议,可为实现卫星电源系统高功率密度、低成本设计提供参考。     

有源箝位ZVS—PWM开关变换器应用

研究和分析有源箝位 ZVS- PWM开关变换器的工作原理及卫星电源设计中应用软开关技术的可行性和必要性 ,有源箝位 ZVS- PWM开关变换器有很大的优点 ,通过高频软开关技术的研究和应用 ,可以有效地减小卫星上 DC/DC变换器的重量和体积 ,以满足不断发展的新型号航天飞行器的要求     

基于非隔离型Weinberg变换器的放电调节单元分析与应用

文章以高压、大功率的载人航天器电源控制系统放电调节单元为应用背景,分析了非隔离型Weinberg变换器的拓扑特点、工作模态及小信号模型,对采用稳压环和限流环并联控制的环路进行建模、稳定性分析及验证测试。结果表明,基于非隔离型Weinberg变换器的放电调节单元具有良好的电能转换特性,能满足载人航天器电源新型应用的要求。     

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。