[发明专利]高性能隔离启动电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源电路，特别是一种用于DC/DC模块电源的磁隔离启动电路。

背景技术

在航天领域，作为二次电源变换器的DC/DC模块电源是各航天器最基础的部件产品，在航天器上起着至关重要的作用。航天器能源系统主要由一次电源、配电器及二次电源组成。一次电源主要有太阳能电池阵、蓄电池组联合电源、化学电源、核电源等，二次电源就是DC/DC模块电源。DC/DC模块电源的功能是：卫星、飞船等各类航天器在地面测试和在轨运行的各阶段，将航天器的一次母线电压变换成星上各分系统及设备所需电压，提供星上电子设备使用。

无论是国外还是国内DC/DC电源线路的设计，就隔离方式来讲可归结为两种最基本的形式：前置启动+前置脉宽调制(PWM)控制和后置隔离启动+后置脉宽调制(PWM)控制。

现有的DC/DC电源设计大多采用前置启动+前置PWM控制方式，后级以开关形式将采样比较的误差信号通过光电耦合器件隔离传输到前级脉宽调(PWM)电路进行脉冲宽度的调节，进而实现整体DC/DC电源稳压控制。而此类电源产品的最大弱点是抗辐照能力差(实验证明光电耦合器件即使进行了抗辐照加固其抗辐照总剂量也不会大于2 X 10⁴Rad(Si))，不适合航天长寿命应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种磁隔离启动电路，它采用后置隔离启动+后置脉宽调制(PWM)控制方式，控制环路简捷，相位裕度大，元器件用量少，负载瞬态及输入瞬态特性好。

本发明的目的是这样实现的：

一种磁隔离启动电路，特点是该电路由变压器、电容、电阻、二极管、功率管组成，其具体形式为：变压器T1第一初级绕组的一端1接第四电容C4的一端、第五电阻R5的一端、第二电容C2的一端及输入正电压端VCC；第二电容C2的另一端接第一电阻R1的一端、输入负电压端VSS及输入电压接地端GND1；第一电阻R1的另一端接第一电容C1的一端及功率管VQ1发射极e端；功率管VQ1基极b端接第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端及稳压二极管VD3负极；第三电阻R3的另一端接第五电阻R5的另一端及第四电容C4的另一端；变压器T1第一初级绕组的另一端2接第一电容C1的另一端及功率管VQ1集电极c端；变压器T1第二初级绕组的一端3接第四电阻R4的一端、第五电容C5的一端及第二二极管VD2的负极；第四电阻R4的另一端接第五电容C5的另一端及第二电阻R2的另一端；第二二极管VD2的正极接第六电容C6的一端、第六电阻R6的一端及稳压二极管VD3正极；变压器T1第二初级绕组的另一端4接第六电容C6的另一端、第六电阻R6的另一端及输入电压接地端GND1；变压器T1次级绕组的一端5接第一二极管VD1的一端；第一二极管VD1的另一端接第三电容C3的一端及正输出端+VOUT；变压器T1次级绕组的另一端6接第三电容C3的另一端及输出电压接地端GND。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)、线路简捷，元器件用量少；

2)、输入电压适应性强，(可适用于各种航天器母线电压)；

3)、温度适应性宽(—60℃～+150℃)；

4)、电性能良好(完全适应于各类后置PWM集成电路的供电要求)；

5)、稳定性强，极适合于厚膜工艺批量生产的要求。

附图说明

附图为本发明电路原理图

具体实施方式

现行航天器的输入母线电压分为三大类：

1)、28V(15V～50V)母线系列；

2)、42V(20V～45V)母线系列；

3)、100V(70V～130V)母线系列。

本发明可满足现行航天器的所有输入母线电压要求，并可通过改变下列元器件参数值来适应上述三类母线电压：

1)、改变变压器T1各级绕组的匝数；

2)、选择自激斩波功率管VQ1型号(主要是Vc-e击穿电压)；

3)、改变电容C1、C2、C4、电阻R3、R5参数。

参阅附图，结合附图详述各功能块元器件组成及作用：

1)、功能块1——输入滤波

元器件组成：电容C2

作用：

a、滤除一次输入母线(28V、42V、100V)对电源内部的电压/电流噪声；

b、滤除电源内部对一次输入母线和主功率变换器的电压/电流噪声，减小交叉调制。

2)、功能块2——启动电路