一种宽输入范围高效率宇航二次电源的设计
电子技术应用
李双刚，徐欢，曹佳君
上海空间电源研究所
摘要： 提出一种宽输入电压、高效率100 W宇航二次电源的设计方法。输入电压范围达到20 V~50 V，可覆盖星上28 V母线、42 V母线电压范围。峰值效率达到90%以上，具有体积小、功率密度高的特点。采用单端反激电路拓扑，通过加入斜坡补偿技术，使得反激变换器的占空比工作在60%以上，拓宽了输入电压范围。同时采用平面变压器技术，降低变压器漏感，提高效率并减小尺寸。
中图分类号：TN86 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245193
中文引用格式： 李双刚，徐欢，曹佳君. 一种宽输入范围高效率宇航二次电源的设计[J]. 电子技术应用，2024，50(11)：109-113.
英文引用格式： Li Shuanggang，Xu Huan，Cao Jiajun. Design of a wide input range and high efficiency space secondary converter[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(11)：109-113.
中文引用格式： 李双刚，徐欢，曹佳君. 一种宽输入范围高效率宇航二次电源的设计[J]. 电子技术应用，2024，50(11)：109-113.
英文引用格式： Li Shuanggang，Xu Huan，Cao Jiajun. Design of a wide input range and high efficiency space secondary converter[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(11)：109-113.
Design of a wide input range and high efficiency space secondary converter
Li Shuanggang，Xu Huan，Cao Jiajun
Shanghai Institute of Space Power-sources
Abstract： This article proposes a design method for a wide input voltage and high efficiency 100 W space secondary power supply. The input voltage range reaches 20 V~50 V, which can cover the voltage range of 28 V and 42 V buses on the satellite. The peak efficiency reaches over 90%, with the characteristics of small size and high power density. Adopting a single ended flyback circuit topology and incorporating slope compensation technology, the duty cycle of the flyback converter operates at over 60%, expanding the input voltage range. Simultaneously using planar transformer technology to reduce transformer leakage inductance, improve efficiency, and reduce size.
Key words : secondary power supply；flyback；slope compensation；planar transformer
引言
随着航天器二次电源的发展，航天二次电源对体积和效率的要求越来越高。但是宇航电源由于存在抗辐照的工作环境，必须采用具有抗辐照能力的VDMOS，而这类器件开关特性普遍较差[1-2]，因此改善电路参数，寻找合适的工作模式成为提升电源效率的主要途径。
同时航天二次电源的发展与航天器电源系统的供电体制也密切相关，目前航天器电源系统母线电源有28 V母线、42 V母线和100 V母线，为了简化电源模块数量，需要二次电源能够兼容宽输入电压的应用。文献[3]提出一种交错正激电路实现低压大电流的高效率输出，其电路结构复杂，器件较多。本文介绍一款输入20 V~50 V，输出28 V 100 W的反激式二次电源，可覆盖28 V和42 V母线范围，功率覆盖大多数航天二次电源的功率需求。拓扑简单，器件少，同时通过优化电路参数并引入平面变压器的使用，在全输入范围内，20 V输入电压下，效率可达到90%以上，42 V输入电压下效率达到91.3%。
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作者信息：
李双刚，徐欢，曹佳君
（上海空间电源研究所，上海 200245）
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