[發明專利]一種用于空間電源控制的磁隔離信號反饋裝置

有效

• 申請號: 202111587796.1
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114285250B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 趙春陽;王鍇;李建平;張偉
• 申請（專利權）人: 中電科藍天科技股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/335;G01R15/18
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明公開了一種用于空間電源控制的磁隔離信號反饋裝置，屬于空間電源技術領域，反饋信號生成電路實現隔離電源二次側輸出電壓和負載電流的采樣、信號轉換，生成反應輸出電壓和電流的特征信號，實現電路的輔助源自舉功能，實現輸出特征信號的參考比較后轉換為反應隔離電源拓撲二次側輸出電壓和負載電流的誤差信號，通過磁隔離電路實現隔離式方法的二次側特征信號到一次側的信號傳遞；磁隔離電路控制信號隔離變壓器副繞組的導通時間和儲能，將誤差信號傳遞至信號隔離變壓器主繞組端，完成隔離電源二次側輸出電壓和負載電流特征的信號隔離傳遞；反饋信號解調電路實現誤差信號的解調，生成的誤差信號正比例于隔離電源的輸出電壓和負載電流。

技術領域

本發明屬于空間電源技術領域，具體涉及一種用于空間電源控制的磁隔離信號反饋裝置。

背景技術

隨著我國航天事業的不斷發展，空間飛行器的能源系統變得更加復雜和靈活多變，比如當前衛星電源的可重構需求、空間宇航服、未來月球車等，對空間電源的需求愈發多樣，尤其衛星電源等多為非隔離拓撲設計，隨著空間飛行器的多母線需求，比如空間站多類型母線電壓供給和多平臺母線之間通過隔離電源互供電等，對不同母線之間的隔離電源拓撲需求越來越多。隔離電源拓撲的選擇必然需求隔離式的反饋控制，當前電源的功率拓撲非常多，可滿足不同功率，不同電壓和電流的需求，但是反饋控制方法主要是高阻隔離、光耦隔離反饋和磁隔離反饋。空間電源控制系統由于受到空間輻照和單粒子效應以及空間元器件目錄庫的影響，高阻隔離并沒有實現真正意義的隔離，光耦反饋式隔離由于器件在空間中不可避免的電流傳輸比衰降不適合空間飛行器高可靠的要求，而磁隔離器件對抗輻照和單粒子效應的不敏感，使其具有很多優勢。當前，空間電源應用的磁隔離反饋方法圍繞反饋變壓器的控制電路異常復雜，調節精度不高、有的方法還需要多繞組反饋變壓器提供二次側控制電路的輔助源或者需要專門的磁隔離集成芯片，尤其傳統磁隔離方法僅用于電壓環路控制，對于恒流源或者恒流恒壓控制不能控制，即需要輔助源對電流采樣信號電路進行供電及轉換，面對當前空間電源對高精度控制需求、靜態功耗低、電流電壓多功能控制和非傳統拓撲變得不再適用。

綜上所述，現有空間電源應用的磁隔離技術，有需要專用磁隔離控制芯片的，有變壓器設計復雜需要多繞組的，且現有技術僅能反饋隔離電源輸出電壓，有需要器件復雜不滿足空間器件庫等原因，致使眾多的隔離電源拓撲受隔離反饋原因不能使用。

發明內容

本發明提供一種用于空間電源控制的磁隔離信號反饋裝置，擺脫空間飛行器使用隔離式電源受困于反饋控制的缺陷。

本發明的目的是提供一種用于空間電源控制的磁隔離信號反饋裝置，包括隔離電源的主功率拓撲模塊和磁隔離反饋拓撲模塊；其中：

所述磁隔離反饋拓撲模塊包括：

反饋信號生成電路，用于實現隔離電源二次側輸出電壓和負載電流的采樣、信號轉換，生成反應輸出電壓和電流的特征信號V_F-IN和V_F-RS，通過TL431精密基準源實現電路的輔助源自舉功能，同時實現輸出特征信號的參考比較后轉換為反應隔離電源拓撲二次側輸出電壓和負載電流的誤差信號，通過磁隔離電路實現隔離式方法的二次側特征信號到一次側的信號傳遞；

磁隔離電路，通過脈動信號控制晶體管的集電極電流，進而控制信號隔離變壓器副繞組的導通時間和儲能，將誤差信號傳遞至信號隔離變壓器主繞組端，完成隔離電源二次側輸出電壓和負載電流特征的信號隔離傳遞；

反饋信號解調電路，實現誤差信號的解調，生成的誤差信號正比例于隔離電源的輸出電壓和負載電流。