一種冷備份模塊電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于驅(qū)動指令功率比較低的電源，特別是一種冷備份模塊電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，航天器電源系統(tǒng)的功率容量不斷增加，通信系列衛(wèi)星的功率從(2?3) kW增加到(8?10) kW，最新一代的大容量通信衛(wèi)星的功率將增加到(20?30) kW，設(shè)計壽命由8年增加到15年。此外，為了提高發(fā)射的成功率，要求電子設(shè)備的可靠性不斷的提高，因此要求對電子設(shè)備供電的模塊電源的可靠性也在不斷的提高。傳統(tǒng)的提高模塊電源可靠性的方法為:保證器件電壓、電流應(yīng)力等的I級降額，對部分關(guān)鍵元器件進(jìn)行并聯(lián)使用，保證功率器件的散熱措施等。這些方法按照可靠性的相關(guān)理論，保證元器件I級降額或者再進(jìn)一步的降額并不能確保產(chǎn)品不發(fā)生系統(tǒng)級的失效，因此該方法有局限性，即在并聯(lián)使用元器件后，并聯(lián)中的單個元器件的失效會帶來模塊電源的輸出或者保護(hù)性能下降或者失效。
[0003]為了避免元器件和系統(tǒng)級的失效，模塊電源的冗余設(shè)計非常重要，當(dāng)一個器件或者模塊電源失效后，需要另外變換器完成相同的功能。現(xiàn)有的冗余設(shè)計方法為通過外部指令控制繼電器的導(dǎo)通、斷開，繼電器的觸點并聯(lián)在輸入浪涌抑制電路的M0S管的G、S端達(dá)到控制M0S管的開通和斷開，實現(xiàn)模塊電源的工作、不工作，但是該方法存在指令功率必須足夠大才能可靠驅(qū)動繼電器的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種冷備份模塊電源，通過在輔助電源中使用兩路輸出供電方式，在保證集成芯片正常供電的同時，還為繼電器提供了充足驅(qū)動功率，解決了現(xiàn)有技術(shù)在驅(qū)動指令功率低情況下無法驅(qū)動繼電器進(jìn)行工作的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種冷備份模塊電源，其特征在于包括:輸入濾波電路、功率變換電路、輸出濾波電路、輔助電源控制電路、輔助電源電路、隔離電流取樣變壓器、隔離驅(qū)動電路、模塊電源主控制器、開關(guān)機(jī)控制電路，其中
[0006]輸入濾波電路接收外部供電電壓后進(jìn)行濾波得到濾波后的供電電壓，送至功率變換電路、輔助電源控制電路、輔助電源電路；功率變換電路對濾波后的供電電壓進(jìn)行功率、磁隔離變換后送至輸出濾波電路，接收磁隔離后的脈沖輸出，當(dāng)為高電平時，導(dǎo)通，當(dāng)為低電平時，關(guān)斷；輸出濾波電路對磁隔離變換后的供電電壓進(jìn)行整流濾波，將整流濾波后的供電電壓作為DC/DC輸出電壓并送至外部；輔助電源電路對濾波后的供電電壓進(jìn)行變換并隔離輸出，對模塊電源主控制器、開關(guān)機(jī)控制電路供電；輔助電源控制電路接收濾波后的供電電壓進(jìn)行變換，控制輔助電源電路導(dǎo)通或關(guān)斷；隔離電流取樣變壓器對濾波后的供電電壓進(jìn)行采樣得到電流采樣電壓，對電流采樣電壓進(jìn)行整流送至模塊電源主控制器；隔離驅(qū)動電路接收模塊電源主控制器產(chǎn)生的脈沖輸出并進(jìn)行磁隔離，將磁隔離后的脈沖輸出至功率變換電路；模塊電源主控制器，當(dāng)使能端為高電平時，對DC/DC輸出電壓進(jìn)行采樣得到采樣電壓，對采樣電壓、電流采樣電壓進(jìn)行斬波處理得到脈沖輸出，并送至隔離驅(qū)動電路；開關(guān)機(jī)控制電路接收到外部開機(jī)指令脈沖時，控制模塊電源主控制器使能端為高電平，接收到關(guān)機(jī)指令脈沖時，控制模塊電源主控制器使能端為低電平。
[0007]還包括浪涌抑制電路，接收外部供電電壓，抑制外部供電電壓的電流峰值后送至輸入濾波電路。
[0008]所述的功率變換電路包括功率變壓器、功率M0S管，功率變壓器包括繞組Nl、N2，N1同名端與輸入濾波電路的正輸出端相連，N1異名端與功率M0S管D極的相連，N2同名端接輸出地，N2異名端接輸出濾波電路，功率M0S管S極接地，功率M0S管G極接隔離驅(qū)動電路。
[0009]所述的輔助電源電路包括變壓器了2，二極管03、07、08，電容C7、C8 ;輔助電源控制電路包括啟動三極管Q1、啟動電阻R5、二極管D4、D5、D6、電阻R4和電容C5，變壓器T2包含繞組 N3、N4、N5、N6 ；
[0010]繞組N3的同名端與二極管D3的陰極相連，異名端接地，繞組N4的同名端接輸入濾波電路的輸出端，異名端接啟動三極管Q1的集電極；啟動三極管Q1的發(fā)射極接輸入地，基極連接啟動電阻R5和二極管D6，啟動電阻R5的另外一端接輸入濾波電路的輸出端，啟動三極管Q1的基極還接至二極管D5的陽極，二極管D4和D5共陰極并與電容C5的一端相連，陽極分別接至電阻R4的兩端，電容C5的另一端接輸入地，變壓器N5繞組的異名端與二極管D7的陽極相連，同名端與輸出地相連，二極管D7的陰極與電容C7的一端相連，接至模塊電源主控制器，C7的另一端與輸出地相連，變壓器N6繞組的異名端與二極管D8的陽極相連，同名端與指令地相連，二極管D8的陰極與電容C8的一端相連，接至開關(guān)機(jī)控制電路，C8 一端與開關(guān)機(jī)控制電路相連，另一端接開機(jī)指令脈沖、關(guān)機(jī)指令脈沖的指令地。
[0011]所述的模塊電源主控制器包括控制芯片UC1845、電阻R8、R9、R10、Rll、R12、R13、R14 和電容 C9、C1、Cll、C12、C13、C14、C15 ；UC1845 的 RT/CT 端通過電容 C14 接地，RT/CT端還通過電阻R10接VREF端，VREF端通過電容C15接地，I SENSE端外接由電阻R9和電容C9組成的濾波電路，電阻R9的另外一端接電流取樣變壓器T4副邊繞組的同名端，電容C9的另一端接地，OUT端串接電阻R8和電容C10，電容C10的另一端接脈沖變壓器T3副邊繞組N8的同名端，UC1845內(nèi)部的運(yùn)算放大器的輸出端接由電阻Rll、R12和電容Cll、C12、C13組成的調(diào)節(jié)器，電阻Rl 1與電容Cl 1串聯(lián)后與電容C13并聯(lián)，電容C12與電阻R12并聯(lián)，兩者串聯(lián)后，后者的一端接在分壓電阻R13、R14的中點，電阻R13的另一端接DC/DC輸出電壓，電阻R14的另一端接地，內(nèi)部運(yùn)算放大器的反向輸入端接電阻R11和電容C11的公共端，其中，脈沖變壓器T3包括繞組N7、N8，繞組N7的同名端接隔離電流取樣變壓器，異名端接功率變換電路中功率M0S管的G極，繞組N8的同名端接模塊電源主控制器，異名端接輸出地；脈沖變壓器T4包括繞組N9、N11，繞組N9的同名端接功率變換電路中功率M0S管的S極，異名端接輸入地，繞組Nil的同名端接隔離電流取樣變壓器，異名端接模塊電源主控制器的輸入地。
[0012]所述的輸入濾波電路或輸出濾波電路為LC濾波電路。
[0013]所述的浪涌電流抑制電路包括電阻R1和R2、啟動電容C1、二極管D1和功率管Ml ;啟動電容C1、二極管D1、電阻R2并聯(lián)，接在功率管Ml的門極和源極之間，功率管Ml的源極與輸入電源的地相連，功率管Ml的漏極與輸入濾波電路的地相連，構(gòu)成DC/DC輸出電壓的輸入地，二極管的陽極接電阻R1，陰極接功率管Ml的源極，電阻R1的另一端接外部供電電壓。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0015](1)本發(fā)明模塊電源中電壓傳輸均采用磁隔離反饋技術(shù)，避免了傳統(tǒng)光藕隔離由于空間輻照使得現(xiàn)有DC/DC冷源電源變換不穩(wěn)定或早期失效的缺陷，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、壽命長的優(yōu)點；
[0016](2)本發(fā)明模塊電源通過加入浪涌抑制電路和濾波電路，有效的抑制了開機(jī)時的浪涌電流，避免了大電流對后級電路的沖擊，同時輸入濾波器、輸出濾波器可以有效的抑制變換器的電磁干擾，具有良好的電磁兼容的優(yōu)點；
[0017](3)本發(fā)明輔助電源采用兩路輸出供電方式，在保證集成芯片正常供電的同時，還為繼電器提供了充足驅(qū)動功率，避免了驅(qū)動指令功率低情況下無法驅(qū)動繼電器進(jìn)行工作的缺陷。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種冷備份模塊電源的電