專利名稱：：航天器用厚膜dc/dc模塊電源電路的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及電源電路，具體地說是一種航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路。
背景技術：
：DC/DC模塊電源將一種直流電壓變換為另一種(或幾種)直流電壓、為電子儀器及設備提供電源，故DC/DC模塊電源又稱為二次電源；作為眾多電子設備的必備組成部分，DC/DC模塊電源廣泛用于移動通訊、微波通訊以及光傳輸?shù)韧ㄐ蓬I域和計算機、電視、冰箱等辦公家用電器及汽車電子、武器裝備、航空航天等。在航天領域，作為二次電源變換的DC/DC模塊電源是各航天器最基礎的部件產(chǎn)品，在航天器上起著至關重要的作用。尤其是近幾年由于世界各國對航天技術的發(fā)展高度重視，將其視為國家實力的標志、國家軍事戰(zhàn)略的制高點，未來軍事武器的主角，以及航天器能源系統(tǒng)由集中供電向分布式供電方式的轉變，DC/DC模塊電源在航天領域的應用更廣泛。航天器能源系統(tǒng)主要由一次電源、配電器及二次電源組成。一次電源主要有太陽能電池陣一蓄電池組聯(lián)合電源、化學電源、核電源等，二次電源就是DC/DC模塊電源。DC/DC模塊電源的功能是衛(wèi)星、飛船等各類航天器在地面測試和在軌運行的各階段將航天器的一次母線電壓變換成星上各分系統(tǒng)及設備所需電壓，提供給星上電子設備使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，它大幅度提高了星用二次電源的可靠性和使用壽命，并大大縮小了我國衛(wèi)星二次電源的體積和重量。對于擴大衛(wèi)星的容量和有效載荷，提高整星戰(zhàn)術技術水平，將有著十分重要的意義。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，它包括輸入濾波電路l、隔離啟動電路2、推挽功率變換電路3、整流濾波電路4、脈寬調制電路5、隔離驅動電路6、采用比較電路7及控制和保護電流采樣電路8，輸入濾波電路l分別連接隔離啟動電路2、控制和保護電流采樣電路8;脈寬調制電路5分別連接隔離驅動電路6、采用比較電路7、控制和保護電流采樣電路8、隔離啟動電路2;隔離驅動電路6連接推挽功率變換電路3;推挽功率變換電路3連接整流濾波電路4;整流濾波電路4設有單路輸出或雙路輸出。所述脈寬調制電路5由集成電路U1、電阻R11R15、R18、電容C8C11、C13、C14、C17、三極管VQ2、電容C3、C14、電阻R4組成，具體形式為集成電路Ul引腳1接電阻R13、電容C9一端；集成電路Ul引腳2接電阻R12、電容C8—端、電阻R13另一端；集成電路U1引腳3接電容C11一端、電容C9、電容C8另一端、電阻R11—端；集成電路U1引腳4接電容C11另一端、電容C14、電阻RIO、電阻R14—端；集成電路U1引腳5接電阻R12、電阻Rll另一端；集成電路U1引腳6接電容C13—端；集成電路U1引腳7接電容C13另一端；集成電路U1引腳8接電容C17—端、電容C14另一端，三極管VQ2基極；電容C17另一端接地；電容C14另一端接電容C11另一端、電阻RIO、電阻R14—端；三極管VQ2發(fā)射極接電阻R10另一端；三極管VQ2集電極接電容C3、電阻R4另一端；集成電路U1引腳9接電阻R18—端；電阻R18另一端接地；集成電路U1引腳10懸空；集成電路U1引腳ll接隔離變壓器T3引腳2;集成電路Ul引腳12接地;集成電路Ul引腳13接電阻R15一端；集成電路U1引腳14接電容C10—端；電容C10另一端接隔離變壓器T3弓l腳l;集成電路U1引腳15接電阻R15另一端、電容C16—端；電容C16另一端接地；集成電路U1引腳16接電容C15—端；電容C15另一端接地。所述整流濾波電路4單路輸出時采用全波整流電路，由二極管VS1、VS2、互感器LCM2、電容CA2組成，具體形式是二極管VS1引腳1接主變壓器T2引腳6;二極管VS1引腳2接電感互感器LCM2—端、二極管VS2引腳2;二極管VS2引腳1接主變壓器T2引腳4;電感互感器LCM2另一端接電容CA2引腳l、輸出+VOUT。所述整流濾波電路4雙路輸出時采用全橋整流電路，由二極管VS1VS4、互感器LCM2、電容CA2、CA3組成，具體形式是二極管VS1引腳1接主變壓器T2引腳6、二極管VS3引腳2;二極管VS1引腳2接二極管VS2引腳2、互感器LCM2引腳1;二極管VS2引腳1接二極管VS4引腳2、主變壓器T2引腳4;二極管VS4引腳1接二極管VS3引腳1、互感器LCM2引腳4;互感器LCM2引腳2接電容CA2引腳1、輸出+VOUT、電阻R7另一端；互感器LCM2引腳3接CA3引腳2、輸出-VOUT、電阻R8另一端；電容CA2引腳2接電容CA3引腳1、輸出地GND2。所述隔離啟動電路2由變壓器T1、三極管VQ1、二極管VD1、VD2、VD3、電阻R1、R2、R5、R6、電容Cl、C2、C7、C7*、C16組成，具體形式是變壓器Tl引腳1接輸入濾波電路(1);電阻Rl—端接電容Cl一端、三極管VQ1發(fā)射極；三極管VQ1基極接電阻R2、R5—端、二極管VD2引腳2;變壓器Tl引腳2接電容Cl另一端、三極管VQ1集電極；變壓器Tl引腳3接電阻R5另一端、二極管VD4正極、二極管VD3引腳2;二極管VD3引腳1接電容C7、電容〔7*、電阻R6—端、二極管VD2引腳1;變壓器Tl引腳4接電容C7、電容C7氺、電阻R6另一端、接地；變壓器T1引腳5接二極管VD1引腳1;二極管VD1引腳2接電容C2—端；變壓器Tl引腳6接電容C2、電容C16另丄山一順。所述控制和保護電流采樣電路8由電流取樣環(huán)TP1、電阻R3、R9、R14、R16、電容C6、Cll、C15、二極管VD5組成，具體形式是電流取樣環(huán)TP1引腳1接電阻R9、電阻R3、電容C15—端；電流取樣環(huán)TP1引腳2接電阻R9另一端、電阻R14、電阻R16、電容C6—端；電阻R16另一端接電容C6另一端、二極管VD5正極；VD5負極接電阻R3、電容C15另一端。本發(fā)明與國內(nèi)、夕卜同類電源電路相比具有如下突出特點1、用隔離式啟動電路——電路簡單、元器件少、輔助供電穩(wěn)定性強。2、采用后置P麗電路——有利于整體線路穩(wěn)定度的提高。3、采用電流型推挽隔離驅動設計——最大程度的提高了主變壓器的磁芯利于率，并可有效避免推挽電路磁偏移現(xiàn)象的發(fā)生。4、電路簡單、元器件用量少——有利于厚膜工藝的批量化生產(chǎn)和可靠性的進一步提高。5、摒棄光電耦合器件作為隔離反饋的設計思路，采用隔離啟動、磁隔離驅動技術實現(xiàn)電源的輸入、輸出級的隔離——從線路的拓撲結構上保證電源的抗輻照性能。6、設計冗余度高——線路穩(wěn)定性高、生產(chǎn)性極佳。7、相位裕度和響應頻率高——線路的各項性能參數(shù)都超過了國內(nèi)、國外同類產(chǎn)品。圖1為本發(fā)明方框圖圖2為本發(fā)明單路輸出電路原理3為本發(fā)明雙路輸出電路原理圖具體實施方式參閱圖l、圖2，本發(fā)明輸入濾波電路l包括電感LCM1、電阻CA1，主要作用是濾除一次輸入28V母線對電源內(nèi)部的電壓/電流噪聲；濾除電源內(nèi)部對一次輸入28V母線的電壓/電流噪聲，減小反射噪聲；隔離啟動電路2包括變壓器T1、三極管VQ1、二極管VD1、VD2、VD3、電阻R1、R2、R5、R6、電容Cl、C2、C7、C7*、C16,該電路給后置的雙端電流型脈寬調制(P麗)電路5提供啟動電壓，并持續(xù)為之提供高穩(wěn)定的供電電壓；推挽功率變換電路3包括功率管VK1、VK2、變壓器T2，它采用標準雙端推挽式功率變換電路，兩只功率管交替導通，同時交替的通過主變壓器給輸出傳輸能量；全波整流濾波單路輸出電路4包括二極管VS1、VS2、互感器LCM2、電容CA2，它采用標準全波整流及濾波電路，將主變壓器的交變能量整流成直流電壓并進一步濾除交流分量；脈寬調制電路5由集成電路U1、電阻R11R15、R18、電容C8C11、C13、C14、C17、三極管VQ2、電容C3、C14、電阻R4組成，作用是設定工作頻率、提供基準電壓、比較電壓設定、比較及保護電流設定、斜波補償設定、軟起動時間設定、提供驅動脈沖、脈沖調寬以及誤差信號比較，為核心電路；隔離驅動電路6由隔離變壓器T3組成，作用是后置的脈寬調制電路5通過隔離變壓器T3驅動前置雙端推挽功率管，使之交替導通；采用比較電路7由電阻R7、R8、R17、電容C12組成，作用是比例設定輸出電壓，并于設定的基準電壓進行比較；控制和保護電流采樣電路8由電流取樣環(huán)TP1、電阻R3、R9、R14、R16、電容C6、Cll、C15、二極管VD5組成，作用是比例設定電流值，用于實現(xiàn)電流環(huán)路的有效控制以及實現(xiàn)電源的輸出過流和短路保護控制。參閱圖3，本發(fā)明的全波整流濾波雙路輸出電路4由二極管VS1VS4、互感器LCM2、電容CA2、CA3組成，采用標準全波整流及濾波電路，將主變壓器的交變能量整流成直流電壓并進一步濾除交流分量。本發(fā)明最適合采用厚膜混合微組裝工藝技術制造小型化、輕量化，高可靠性和長壽命的厚膜DC/DC模塊電源產(chǎn)品。本發(fā)明各項電性能指標如下單路輸出<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1、一種航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，其特征在于它包括輸入濾波電路(1)、隔離啟動電路(2)、推挽功率變換電路(3)、整流濾波電路(4)、脈寬調制電路(5)、隔離驅動電路(6)、采用比較電路(7)及控制和保護電流采樣電路(8)，輸入濾波電路(1)分別連接隔離啟動電路(2)、控制和保護電流采樣電路(8)；脈寬調制電路(5)分別連接隔離驅動電路(6)、采用比較電路(7)、控制和保護電流采樣電路(8)、隔離啟動電路(2)；隔離驅動電路(6)連接推挽功率變換電路(3)；推挽功率變換電路(3)連接整流濾波電路(4)；整流濾波電路(4)設有單路輸出或雙路輸出。2、根據(jù)權利要求1所述的航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，其特征在于所述脈寬調制電路(5)由集成電路U1、電阻R11R15、R18、電容C8Cll、C13、C14、C17、三極管VQ2、電容C3、C14、電阻R4元器件組成，具體形式為集成電路U1引腳1接電阻R13、電容C9一端；集成電路U1引腳2接電阻R12、電容C8—端、電阻R13另一端；集成電路U1引腳3接電容Cll一端、電容C9、電容C8另一端、電阻R11—端；集成電路U1引腳4接電容C11另一端、電容C14、電阻RIO、電阻R14—端；集成電路U1引腳5接電阻R12、電阻R11另一端；集成電路U1引腳6接電容C13—端；集成電路U1引腳7接電容C13另一端；集成電路U1引腳8接電容C17—端、電容C14另一端，三極管VQ2基極；電容C17另一端接地；電容C14另一端接電容C11另一端、電阻RIO、電阻R14—端；三極管VQ2發(fā)射極接電阻R10另一端；三極管VQ2集電極接電容C3、電阻R4另一端；集成電路U1引腳9接電阻R18—端；電阻R18另一端接地；集成電路U1引腳10懸空；集成電路U1引腳11接隔離變壓器T3引腳2;集成電路U1引腳12接地；集成電路U1引腳13接電阻R15—端；集成電路U1引腳14接電容C10—端；電容CIO另一端接隔離變壓器T3引腳1;集成電路U1引腳15接電阻R15另一端、電容C16—端；電容C16另一端接地；集成電路U1引腳16接電容C15—端；電容C15另一端接地。3、根據(jù)權利要求1所述的航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，其特征在于所述整流濾波電路(4)單路輸出時采用全波整流電路，由二極管VS1、VS2、互感器LCM2、電容CA2組成，具體形式是二極管VS1引腳1接主變壓器T2引腳6;二極管VS1引腳2接電感互感器LCM2—端、二極管VS2引腳2;二極管VS2引腳1接主變壓器T2引腳4;電感互感器LCM2另一端接電容CA2引腳l、輸出+V0UT。4、根據(jù)權利要求1所述的航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，其特征在于所述整流濾波電路(4)雙路輸出時采用全橋整流電路，由二極管VS1VS4、互感器LCM2、電容CA2、CA3組成，具體形式是二極管VS1引腳1接主變壓器T2引腳6、二極管VS3引腳2;二極管VS1引腳2接二極管VS2引腳2、互感器LCM2引腳1;二極管VS2引腳1接二極管VS4引腳2、主變壓器T2引腳4;二極管VS4引腳1接二極管VS3引腳1、互感器LCM2引腳4;互感器LCM2引腳2接電容CA2引腳1、輸出+V0UT、電阻R7另一端；互感器LCM2引腳3接CA3引腳2、輸出-V0UT、電阻R8另一端；電容CA2引腳2接電容CA3引腳1、輸出地GND2。5、根據(jù)權利要求1所述的航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，其特征在于所述隔離啟動電路(2)由變壓器T1、三極管VQ1、二極管VD1、VD2、VD3、電阻R1、R2、R5、R6、電容Cl、C2、C7、C7*、C16組成，具體形式是變壓器Tl引腳1接輸入濾波電路(1);電阻Rl—端接電容Cl一端、三極管VQ1發(fā)射極；三極管VQ1基極接電阻R2、R5—端、二極管VD2引腳2;變壓器Tl引腳2接電容Cl另一端、三極管VQ1集電極；變壓器Tl引腳3接電阻R5另一端、二極管VD4正極、二極管VD3引腳2;二極管VD3引腳1接電容C7、電容07*、電阻R6—端、二極管VD2引腳1;變壓器Tl引腳4接電容C7、電容C7氺、電阻R6另一端、接地；變壓器T1引腳5接二極管VD1引腳1;二極管VD1引腳2接電容C2—端；變壓器T1引腳6接電容C2、電容C16另一山一順。6、根據(jù)權利要求1所述的航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，其特征在于所控制和保護電流采樣電路(8)由電流取樣環(huán)TP1、電阻R3、R9、R14、R16、電容C6、Cll、C15、二極管VD5組成，具體形式是電流取樣環(huán)TP1引腳1接電阻R9、電阻R3、電容C15—端；電流取樣環(huán)TP1引腳2接電阻R9另一端、電阻R14、電阻R16、電容C6—端；電阻R16另一端接電容C6另一端、二極管VD5正極；VD5負極接電阻R3、電容C15另一端。全文摘要本發(fā)明公開了一種航天器用厚膜DC/DC模塊電源電路，它包括輸入濾波電路、隔離啟動電路、推挽功率變換電路、整流濾波電路、脈寬調制電路、隔離驅動電路、采用比較電路及控制和保護電流采樣電路，輸入濾波電路分別連接隔離啟動電路、控制和保護電流采樣電路；脈寬調制電路分別連接隔離驅動電路、采用比較電路、控制和保護電流采樣電路、隔離啟動電路；隔離驅動電路連接推挽功率變換電路；推挽功率變換電路連接整流濾波電路。本發(fā)明大幅度提高了星用二次電源的可靠性和使用壽命，縮小了衛(wèi)星二次電源的體積和重量。對擴大衛(wèi)星的容量和有效載荷、提高整星戰(zhàn)術技術水平，有著十分重要的意義。文檔編號H02M3/337GK101119070SQ200710043648公開日2008年2月6日申請日期2007年7月11日優(yōu)先權日2007年7月11日發(fā)明者王其崗,王衛(wèi)國,焱榮,陳學康申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所