测月雷达用高压特种直流直流变换器技术研究.pdf

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1、第21卷第2期载人航天Vol.21No.22015年3月MannedSpaceflightMar.2015测月雷达用高压特种直流/直流变换器技术研究王儒,张明华,孙清晓(中国空间技术研究院北京卫星制造厂,北京100190)摘要:针对高压特种直流/直流变换器须满足启动过冲小于1%的要求和月球探测环境下高压输出放电的问题,设计了输出电压缓起电路和多级升压电路,保证直流/直流变换器在低气压环境下的可靠工作,并且通过了测月雷达高压供电任务的验证,可为后续深空探测有效载荷的高压特种直流/直流变换器设计提供支持。关键词:高压;过冲;放电+中图分类号:V423.44;TM89文献标识码:A文章编号:1674

2、-5825(2015)02-0142-04ResearchonHigh-VoltageSpecialDC/DCConverterAppliedinLunarSurveyRadarWANGRu,ZHANGMinghua,SUNQingxiao,(BeijingSpacecrafts,ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing100190,China)Abstract:FortherigorousdemandofDC/DCConverterthatitsovershootshouldbewithin1%andtheproblemofdischargetohighvo

3、ltageoutputindetectorsatlunarenvironment,theoutputsoftstartupandmultistepboostcircuitsweredesigned.ThecircuitcouldguaranteetheDC/DCConvert-erworkingreliablyinlowpressureandwasvalidatedinthehigh-voltageapplicationinlunarsurveyradarsuccessfully.Itmayprovidesupportforthedesignofhigh-voltagespecialDC/DC

4、converterinthepayloadofdeepspacedetector.Keywords:high-voltage;overshoot;discharge时,航天器高真空、超低温等苛刻的工作环境,以1引言及高压特种电源体积小、质量轻等苛刻的技术指随着航天技术的飞速发展,航天器电源系统标要求,给高压特种电源在电路设计、结构设计、出现了为雷达等特种设备提供高压输出的特种直热设计、高压输出工艺等方面提出了新的挑战。[1]流/直流变换器(以下简称电源),电源供电电2高压特种电源设计关键技术压达1000V以上。某些专用航天器的高压特种电源还具有低启动过冲、体积小、重量轻等要求,由于高压特种电源

5、的负载对供电电压质量要这就给设计增加了极大的难度,要求电源的设计求比较高,特别是供电电压超过工作电压时,将导方法不断的改进。致设备的损坏。而直流/直流变换器在启动时,输传统电源采用工频高压电源和LC谐振充电出电压会有一定程度的过冲,如果控制不当,过冲方式,虽简单可靠,但体积重量难以满足深空探测电压将损坏设备。因此控制直流/直流变换器启的需求,若要减小体积和减轻重量,需将电源高频动过程,将成为设计高压特种电源的一项关键技化,而高频化高压特种电源属于新领域研发。同术。同时,为了避免在真空环境中的电压击穿问收稿日期:2014-07-31;修回日期:2015-03-12作者简介:王儒(1982-),男

6、,硕士研究生,工程师,研究方向为星载电源技术。E-mail:wangru@nuaa.edu.cn第2期王儒,等.测月雷达用高压特种直流/直流变换器技术研究143题,在电路设计、工艺设计方面,高压特种电源也时可通过调节外部电路的阻容参数来实现低启动有别于传统的低压电源。过冲,具有可靠性高,节约体积、重量和经济成本2畅1缓起电路设计的优点。为了解决高压特种电源的低启动过冲问题,3)控制方法充分利用电容容值越大,充电速现有多种方法,如优选拓扑、加大输出电容容量和度越慢的特性,对可能提出的低启动过冲的技术[2-3]优化控制电路。对于高电压输出的电源而言,要求,通过简单外接电路的固有属性确保电路能增加缓

7、起电路是降低输出电压过冲的一条有效途满足技术要求,理论上通过加大电容值可以达到径。传统缓起电路复杂,占有体积较大,而要想达启动过冲为零,即无过冲。到最优的启动过冲必须对缓起电路进行重新设4)该控制方法适应性宽,可以适应任何拓扑计。电路,满足低启动过冲的技术要求,同时由于该电为了实现高电压输出、低启动过冲,缓起电路路只采用了电阻、电容等对辐照不敏感器件,可以必须简单可靠,因此设计了一种外加阻容电路结

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