[发明专利]一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构

说明书

本发明属于航天电源与供配电技术领域，涉及一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构。本发明由正反激电路及倍压整流电路组成。超高压宇航开关电源电路拓扑，可实现千伏级输出电压，具有拓扑结构简单、体积小的优点，降低了变压器的体积和重量。该电路拓扑，适用于千伏级输出电压、毫安级输出电流的开关电源。

技术领域

本发明涉及一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构，属于航天电源与供配电技术领域。

背景技术

随着军事航天的技术进步，在未来战争中，“陆、海、空、天一体化”的作战原则将得到进一步发展，“制天权”和“制信息权”将成为未来战争获胜的关键。在此基础上，各种侦察、通信卫星得到了迅猛发展。航天器高度控制装置通过超高压宇航电源实现航天器升空过程对地高度控制。商业航天小卫星电推进系统，具有功率小、重量轻、性能高的特点，亟需小功率超高压宇航电源的研制。行波管功率放大器是侦察、通信星载系统中重要的高功放元件。行波管广泛应用于雷达、电子对抗、通信、航天等领域，是微波功率放大的核心器件。

宇航高压电源中由于输出电压高，采用变压器升压将会导致体积大、分布电容大、绝缘问题突出，限制了宇航高压电源的发展。目前，我国宇航领域的超高压电源模块大多采用进口厚膜电源，存在着技术流程不可控等风险。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构，解决了高压直流电源开关应力大的问题，实现了隔离型宇航高压电源的可行性，适合于高性能的小电流高压直流电源。

本发明的技术解决方案是：一种超高压宇航开关电源电路拓扑结构，包括正反激电路和倍压整流电路；

所述正反激电路用于产生正负交替的脉冲波形，通过磁隔离的方式实现正负交替脉冲能量的传递；

所述倍压整流电路用于提升隔离变压器T1两端的电压，并通过电容和二极管的倍压，降低隔离变压器T1及元器件的电应力，实现输出电压的泵生，达到千伏级的电压输出。

进一步地，所述正反激电路包括输入电源Vin、功率开关管Q1和隔离变压器T1；其中输入电源Vin的正级连接隔离变压器T1的同名端，输入电压Vin的负极连接功率开关管Q1的源级，功率开关管Q1的漏极连接隔离变压器T1的非同名端。

进一步地，所述倍压整流电路包括若干并联连接的倍压单元；每个倍压单元包括两个电容和两个二极管。

进一步地，所述隔离变换器T1的副边绕组同名端与电容C1的一端相连，副边绕组非同名端与二极管D1的阴极和电容C2的一端相连。

进一步地，所述倍压整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6和电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6；其中电容C1的另一端与二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和电容C3的一端相连，电容C2的另一端与二极管D2的阳极、二极管D3的阴极和电容C4的一端相连，电容C3的另一端与二极管D3的阳极、二极管D4的阴极和电容C5的一端相连，电容C4的另一端与二极管D4的阳极、二极管D5的阴极和电容C6的一端相连，电容C5的另一端与二极管D5的阳极、二极管D6的阴极相连，电容C6的另一端与二极管D6的阳极相连，依次类推，直至电容C_n+1与二极管D_n+1，n为奇数。

进一步地，所述正反激电路中的开关管Q1为具有抗辐照特性的高频功率开关器件，具体为N沟道场效应管或者N型三极管。

进一步地，所述输出电压正端与隔离变压器T1的非同名端连接，输出电压负端与电容C_n+1的一端和二极管D_n+1的阳极连接，输出电压为正压输出；输出电压负端与隔离变压器T1的非同名端连接，输出电压正端与电容C_n+1的一端和二极管D_n+1的阳极连接，输出电压为负压输出。