[發明專利]高性能隔離啟動電路

無效

• 申請號: 200710043650.4
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101083434A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 王其崗;榮焱;王衛國
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所
• 代理人: 徐筱梅

技術領域

本發明涉及電源電路，特別是一種用于DC/DC模塊電源的磁隔離啟動電路。

背景技術

在航天領域，作為二次電源變換器的DC/DC模塊電源是各航天器最基礎的部件產品，在航天器上起著至關重要的作用。航天器能源系統主要由一次電源、配電器及二次電源組成。一次電源主要有太陽能電池陣、蓄電池組聯合電源、化學電源、核電源等，二次電源就是DC/DC模塊電源。DC/DC模塊電源的功能是：衛星、飛船等各類航天器在地面測試和在軌運行的各階段，將航天器的一次母線電壓變換成星上各分系統及設備所需電壓，提供星上電子設備使用。

無論是國外還是國內DC/DC電源線路的設計，就隔離方式來講可歸結為兩種最基本的形式：前置啟動+前置脈寬調制(PWM)控制和后置隔離啟動+后置脈寬調制(PWM)控制。

現有的DC/DC電源設計大多采用前置啟動+前置PWM控制方式，后級以開關形式將采樣比較的誤差信號通過光電耦合器件隔離傳輸到前級脈寬調(PWM)電路進行脈沖寬度的調節，進而實現整體DC/DC電源穩壓控制。而此類電源產品的最大弱點是抗輻照能力差(實驗證明光電耦合器件即使進行了抗輻照加固其抗輻照總劑量也不會大于2?X?10⁴Rad(Si))，不適合航天長壽命應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種磁隔離啟動電路，它采用后置隔離啟動+后置脈寬調制(PWM)控制方式，控制環路簡捷，相位裕度大，元器件用量少，負載瞬態及輸入瞬態特性好。

本發明的目的是這樣實現的：

一種磁隔離啟動電路，特點是該電路由變壓器、電容、電阻、二極管、功率管組成，其具體形式為：變壓器T1第一初級繞組的一端1接第四電容C4的一端、第五電阻R5的一端、第二電容C2的一端及輸入正電壓端VCC；第二電容C2的另一端接第一電阻R1的一端、輸入負電壓端VSS及輸入電壓接地端GND1；第一電阻R1的另一端接第一電容C1的一端及功率管VQ1發射極e端；功率管VQ1基極b端接第二電阻R2的一端、第三電阻R3的一端及穩壓二極管VD3負極；第三電阻R3的另一端接第五電阻R5的另一端及第四電容C4的另一端；變壓器T1第一初級繞組的另一端2接第一電容C1的另一端及功率管VQ1集電極c端；變壓器T1第二初級繞組的一端3接第四電阻R4的一端、第五電容C5的一端及第二二極管VD2的負極；第四電阻R4的另一端接第五電容C5的另一端及第二電阻R2的另一端；第二二極管VD2的正極接第六電容C6的一端、第六電阻R6的一端及穩壓二極管VD3正極；變壓器T1第二初級繞組的另一端4接第六電容C6的另一端、第六電阻R6的另一端及輸入電壓接地端GND1；變壓器T1次級繞組的一端5接第一二極管VD1的一端；第一二極管VD1的另一端接第三電容C3的一端及正輸出端+VOUT；變壓器T1次級繞組的另一端6接第三電容C3的另一端及輸出電壓接地端GND。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

1)、線路簡捷，元器件用量少；

2)、輸入電壓適應性強，(可適用于各種航天器母線電壓)；

3)、溫度適應性寬(—60℃～+150℃)；

4)、電性能良好(完全適應于各類后置PWM集成電路的供電要求)；

5)、穩定性強，極適合于厚膜工藝批量生產的要求。

附圖說明

附圖為本發明電路原理圖

具體實施方式

現行航天器的輸入母線電壓分為三大類：

1)、28V(15V～50V)母線系列；

2)、42V(20V～45V)母線系列；

3)、100V(70V～130V)母線系列。

本發明可滿足現行航天器的所有輸入母線電壓要求，并可通過改變下列元器件參數值來適應上述三類母線電壓：

1)、改變變壓器T1各級繞組的匝數；

2)、選擇自激斬波功率管VQ1型號(主要是Vc-e擊穿電壓)；

3)、改變電容C1、C2、C4、電阻R3、R5參數。

參閱附圖，結合附圖詳述各功能塊元器件組成及作用：

1)、功能塊1——輸入濾波

元器件組成：電容C2

作用：

a、濾除一次輸入母線(28V、42V、100V)對電源內部的電壓/電流噪聲；

b、濾除電源內部對一次輸入母線和主功率變換器的電壓/電流噪聲，減小交叉調制。

2)、功能塊2——啟動電路