星载双行波管放大器的高效率Buck电路设计

行波管放大器具有可靠性高、输出功率大、宽频带、寿命长、线性度高等诸多优点,在星载大功率部件中扮演着重要角色。为了实现星载行波管放大器的轻量化和高效率,文章设计了一种星载大功率双行波管放大器用电源。通过优化设计Buck电路辅助开关管的工作时序,推导出了时序电路的优化设计公式,选用高饱和磁通密度的磁芯来合理设计辅助电感量,使双行波管放大器电源在整个宽负载范围下均实现了Buck电路的软开关工作,给出了满载下Buck电路的软开关实验波形。实验结果表明该设计可以显著提高双行波管电源中Buck电路的效率,整个负载范围内的效率均高于95%,最高效率达到了97.5%,降低了放大器的电源功耗,提高了双行波管放大器的整机效率和可靠性,降低了载荷的重量。     

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。     

电源转换模块LTC3780的工作性能仿真分析

为了获得可应用于航天器系统的稳定的供电电源,采用高性能升压-降压开关稳压控制器LTC3780,设计在低压、高压和正常供电时都能实现预期输出电压的电源转换电路;利用LTspice软件对该电源转换电路进行工作性能仿真,主要对不同输入电压时的输出电压和不同负载时的带载能力进行了仿真,通过仿真实现了稳定的电压输出和较强的带载能力。     

航天器锂离子蓄电池组均衡电路研究

锂离子电池在长期充放电过程中,蓄电池组内各单体电压的离散性会逐渐变大,致使整组电池寿命下降甚至失效,为此航天应用长寿命锂离子电池组必须采用均衡电路。文章对几种常用的锂离子蓄电池组均衡电路作了分析与比较,包括能量耗散型均衡电路和能量非耗散型均衡电路,介绍了其均衡工作原理;从轨道特性的角度总结了航天器电源系统对均衡电路的需求特点,据此分析了恒定分流电阻均衡电路、开关控制分流电阻均衡电路、平均电池电压均衡电路、开关电容均衡电路、DC-DC变换器均衡电路等应用于航天器电源系统的适用性,并给出了各均衡电路的应用分析结论。     

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.     

行波管在轨可调高压数字化隔离控制电路设计方案

为了实现星载行波管放大器在轨功率和频率可调,需要遥控改变行波管的阴极电流和螺旋极电压。为了精准控制行波管的阴极电流和螺旋极电压以及控制灵活性,提出了用变压器隔离的串行数字化高压控制参考电压产生电路,电路通过传输两路脉冲信号：一路为开始和时钟复合脉冲,用于识别和准备接收数据以及分离时钟信号;另一路为数据信号,它是数字化的高电压值（对应螺旋极或阳极电压）。详细介绍了电路的组成、原理和参数设计方法,并用PSpice进行了仿真验证。仿真结果证明：电路能正确识别、接收和完成数据传输和转换功能。串行数字化高压隔离电路完全可以实现控制电压的精准传输,输出电压无纹波,控制方式灵活,易于调试。     

广播卫星可靠性的几个问题

本文介绍了广播卫星大功率行波管及其电源装置可靠性的一些情况;进行了行波管放大器冗余方案分析;简述了远地点发动机和展开机构可靠性等关键性困难;最后讨论了控制系统和喷气推进系统的可靠性。     

星载DC／DC电源变换器防止负载短路的保护电路的设计方法

一般的星载稳压电源都应该设有过流保护电路。当负载电源超过设定值或因某种原因发生短路时,对稳压电源自身及其负载提供保护,以免烧毁价值昂贵的功率开关管和星上电子设备。因此,是否具有过流保护电路,是衡量一个星载二次电源非常重要的技术指标。 过流保护电路多种多样,其它专业书中均有详述。一般情况下是用电阻取样来做保护电路,或者采用熔断丝保护,都可以起到保护自身和负载的作用。但前者必然要付出代价,即要损     

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。     

中频电源的发展概况与展望

中频电源在通讯、探测技术、制导控制及航天发射等领域有广阔的应用。对其电路结构、功率半导体器件、正弦脉宽调制SPWM控制技术以及软开关技术等的发展概况与趋向作了介绍，并对国内外中频电源的技术水平作了对比，指出了我们今后的工作重点。     

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。     

潜在通路存在的判定方法研究

为判断给定系统是否存在潜在通路,研究了潜在通路存在的判定方法.用图论模型对电路建模,利用图论的邻接矩阵找到在某一开关组合状态下电源到地的所有路径,通过路径和功能之间的一一对应关系确定电路实现的功能数.提出了一种求短路屏蔽路径数算法,可以求得短路屏蔽的功能数.通过比较在某一开关状态下的设计功能数和实现的功能数,确定是否存在潜在通路以及潜在通路存在数目.仿真实例验证了方法的有效性.     

3000 W IGBT软开关直流稳压电源

为了提高电源效率达到减小能源消耗和热量释放为目的,促进电源技术的革新,文章通过天瑞星公司研制生产的3000W IGBT软开关直流稳压电源为例,论述了零电压开关、零电流开关、零电压零电流开关3种软开关技术的基本思路、概念和工作原理,增进对直流开关电源软开关技术的了解。     

宇航高可靠宽占空比磁隔离MOSFET驱动电路研究

基于驱动变压器的磁隔离MOSFET驱动电路已经在宇航二次电源中得到广泛应用,针对现有磁隔离驱动电路存在的问题,结合宇航应用特点提出新型磁隔离驱动电路的6条设计目标,基于此设计了一种新型磁隔离驱动电路。详细分析了该电路的工作原理,推导出参数计算公式,并完成了全面的仿真验证。该电路具有：Vgs驱动电压幅值不随占空比发生变化以确保MOSFET高效导通;工作占空比可达90%以上且无失真传输;Vgs零负压从而保证功率MOSFET单粒子性能不受影响;占空比瞬变时驱动波形无异常震荡等特点。新一代宇航高效高功率密度电源拓扑的核心驱动问题得到解决,对提高星载二次电源效率具有重要的意义。     

机载火控雷达行波管发射机的模块化设计

阐述了行波管发射机模块化的设计思想，以及根据该思路设计的某型机载火控雷达行波管发射机。根据我们掌握的资料介绍了几种国外机载行波管发射机的模块化设计思路以及特性对比。     

电话防盗打电路三例比较

在电话机上附加防盗打功能电路的一般原理是利用检测电话摘挂机时馈电电压发生变化来启动干扰电路，使盗打者无法使用电话，并通过蜂鸣器或发光二极管向主机用户报警。在电路结构上可采用一桥式电路将外线馈电整流后接到报警电路上作为电源，并采用振荡电路形成干扰源。目前，许多新型电话机都具有防盗打功能，常见的防盗打电话机有两种类型，一种是带开关的防盗打电话，另一种是能够自动监测盗打的自动防盗打电话。以下对三种实用的电话防盗打电路进行简单比较分析。１　开关控制的防盗打电路图１本电路由三个部分构成，其电路原理图如图１…     

一种深空探测器电源共用的方法

针对深空探测器重量约束苛刻的特点,提出了一种适合探测器A和B组合体的电源共用方法,充分利用探测器A和B电源控制器原有的功率模块,设计电源共用电路和一套逻辑控制指令,通过两器间的电接口实现电源共用,并对该方法的技术先进性进行了详细分析,可为深空探测器电源系统设计提供参考。     

星载TWTA备份环开关切换的遗传算法研究

通信卫星在轨运行时,行波管放大器发生故障,如何准确快速切换到备份放大器是卫星运营商十分关注的问题。文章提出了一种基于遗传算法的星载功率放大器的备份环开关切换方案,通过编码将开关及其位置信息融入染色体中,根据设计的适应度值计算来判断染色体即开关切换方案的优劣,采用选择-交叉-变异的循环来模拟生物种群的繁殖、竞争、淘汰、平...     

神舟号飞船微波重力水平开关发展及应用

全电子化微波重力水平开关是俄罗斯水银式微波重力水平开关的国产化替代产品。该产品采用加速度计检测重力场倾角,经检测电路放大后推动单刀双掷微波磁自锁开关实现状态切换。从而彻底解决了水银开关存在的诸多问题,使信号衰减最小,可靠性和寿命也大幅提高,在神舟号系列飞船的返回舱得到成功应用。重力开关技术已拓展应用于探月三期返回器伞绳天线和信标天线的选通控制。预测了该技术的下一步发展方向是智能化多端口重力开关系统。     

适用于30cm离子推力器的5kW电源处理单元设计

为了满足更大范围的卫星应用需求,我国正在研制30cm离子推力器。30cm离子推力器瞄准全电推进卫星平台、近深空探测器对推进任务的需求,对提高卫星平台先进性和提升国际竞争力具有重要的意义。为了配合30cm离子推力器的研制,同时设计了输出功率达到5kW的电源处理单元。该设计实现了一种输出功率为1kW的模块,通过串联组合可以达到输出5kW功率要求,提出了一种"最佳"的平顶变换及软开关的全桥电路拓扑,达到了95%的转换效率,同时还能容易实现屏栅电源的N+1冗余设计。并且通过高压组件的完全灌封,有效提高产品的可靠性。