[發明專利]一種基于升降壓同步調節器的控制電路

有效

• 申請號: 202011488008.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112467983B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 謝偉;靳洋;藍建宇;董寶磊;何小斌;黃軍;林志松
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/088;H02M1/32;H02J7/35
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明公開了一種基于升降壓同步調節器的控制電路，其中，所述升降壓同步調節器的控制電路包括：輸出電壓采樣電路、電感電流采樣電路、第一PI調節器電路、第二PI調節器電路、三角波發生器、Boost載波產生電路、第一比較器、第二比較器、第三比較器、第四比較器、RC濾波的電阻、第一電容、第一分壓電阻R3、第二分壓電阻R4、第一分壓參考電路、第二分壓參考電路、反相器、Buck驅動電路、Boost驅動電路、Buck續流管同步驅動電路以及Boost隔離二極管同步驅動電路。本發明公開的升降壓同步調節器的控制電路，能夠實現升降壓同步調節器在升壓模式、降壓模式與直連模式之間的同步驅動穩定、可靠控制同時，可確保最大化提升調節器的轉換效率。

技術領域

本發明屬于空間電源系統能源管理技術領域，尤其涉及一種基于升降壓同步調節器的控制電路。

背景技術

作為空間電源控制器的核心組成部分，空間電源系統主要任務是航天器在軌期間為其提供高品質、高效率、穩定可靠的連續電源，滿足航天器工作運行的功率需求。

空間電源分系統是航天器平臺的重要組成部分，其發展水平對提高航天器性能、工作壽命起著關鍵作用。隨著航天器功能與性能的優化及負載容量的擴大化，對航天器電源系統的配置提出了更高的要求。大型載荷的航天器平臺需解決面向空間防護的高效能源變換技術及功率調節技術，不僅需要實現大功率輸出，而且為了提高系統穩定性和能源效率，對功率調節器的拓撲結構及其控制策略提出了更高的要求。

由于航天器在空間飛行過程中受運行軌道的影響，太陽電池陣工作電壓電流隨環境溫度和光照強度改變而發生較大的變化，故同時具有降壓與升壓調節方式的升降壓調節器便于實現寬輸入電壓范圍的大功率變換。

升降壓調節器轉換效率有了顯著的提高，但在大功率變換時該拓撲本身存在降壓模式下的升壓隔離二極管和Buck續流二極管會產生較大的損耗，因此降低了調節器的效率。

為了進一步提升調節器的效率，對原有的控制策略進行了改進，即在DC/DC電路工作狀態中在Buck模式對升壓隔離二極管和續流二極管進行同步驅動控制，可以有效地降低損耗，提升調節器的效率。如何基于Buck/Boost電路，采用硬件方式實現對升壓隔離二極管和續流二極管進行同步驅動穩定、可靠控制是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：采用硬件方式實現對Buck/Boost調節器的升壓隔離二極管和續流二極管進行同步驅動穩定、可靠控制的技術難題。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于升降壓同步調節器的控制電路，其中，所述基于升降壓同步調節器的控制電路設置在升降壓同步調節器與負載之間；所述基于升降壓同步調節器的控制電路包括：輸出電壓采樣電路、電感電流采樣電路、第一PI調節器電路、第二PI調節器電路、三角波發生器、Boost載波產生電路、第一比較器、第二比較器、第三比較器、第四比較器、RC濾波的電阻、第一電容、第一分壓電阻R3、第二分壓電阻R4、第一分壓參考電路、第二分壓參考電路、反相器、Buck驅動電路、Boost驅動電路、Buck續流管同步驅動電路以及Boost隔離二極管同步驅動電路；

所述Buck驅動電路、Boost驅動電路、Buck續流管同步驅動電路以及Boost隔離二極管同步驅動電路的輸出端分別與所述升降壓同步調節器連接；

所述電感電流采樣電路和所述輸出電壓采樣電路的輸入端，分別與所述升降壓同步調節器的輸出端連接；所述電感電流采樣電路的輸出端連接所述第二PI調節器電路的輸入端，所述輸出電壓采樣電路的輸出端連接所述第一PI調節器電路的輸入端，所述第一分壓參考電路、第一PI調節器電路以及所述第二PI調節器電路順次連接；

所述三角波發生器與Boost載波產生電路連接；

所述第一比較器、第二比較器、第三比較器并聯，所述第二PI調節器電路的輸出端連接至所述第一比較器、第二比較器之間的通路上；