高性能磁隔離反饋電路的製作方法
2023-12-10 06:46:37
專利名稱：高性能磁隔離反饋電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電源電路技術領域，具體地說是一種高性能磁隔離反饋電路。
背景技術：
在航天領域，作為二次電源變換器的DC/DC模塊電源是各太空飛行器最基礎的部件產品，在太空飛行器上起著至關重要的作用。太空飛行器能源系統主要由一次電源、配電器及二次電源組成。一次電源主要有太陽能電池陣-蓄電池組聯合電源、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星、飛船等各類太空飛行器在地面測試和在軌運行的各階段、將太空飛行器的一次母線電壓變換成星上各分系統及設備所需電壓，提供星上電子設備使用。
無論是國外還是國內DC/DC電源的設計，對於前置啟動+前置脈寬調製(PWM)控制方式來講，最基本的隔離反饋方式有兩種光隔離反饋和磁隔離反饋。光隔離反饋是採用前置啟動+前置PWM控制方式，後級以開關形式將採用比較的誤差信號通過光電耦合器件隔離傳輸到前級PWM電路進行脈衝寬度的調節，進而實現整體DC/DC電源穩壓控制。此類電源產品的最大弱點是抗輻照能力差(實驗證明光電耦合器件即使進行了抗輻照加固其抗輻照總劑量也不會大於2X104Rad(Si))，不適合航天長壽命應用。磁隔離反饋是採用前置啟動+前置PWM控制方式，後級採用比較+磁隔離反饋傳輸方式，將光電耦合器件隔離反饋傳輸改成為磁隔離反饋傳輸方式，目前採用的是以UC1901集成電路為核心設計磁隔離反饋傳輸電路，其存在以下不足1)、溫環境條件下的傳輸特性急劇惡化，使DC/DC電源控制環路失控；2)、傳輸比小，不利於環路穩定；
3)驅動能力差，驅動電流為微安培數量極；4)抗輻照能力差，實驗證明抗輻照總劑量不大於3X104Rad(si)，不滿足長壽命太空飛行器的應用要求。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種高性能磁隔離反饋電路，它設計思路獨特、新穎，實現了採用比較、幅度調製、功率驅動、磁隔離反饋傳輸等功效，並可應用到任何需要磁隔離反饋的DC/DC電源中。
實現本發明目的的具體技術方案是一種高性能磁隔離反饋電路，特點是它採用電流型雙端脈寬調製集成電路IC1外加周邊電路構成，其具體形式為集成電路IC1引腳1懸空；IC1引腳2接電阻R2、電阻R4、電容C1一端，電阻R2另一端接電阻R1一端，電阻R1另一端接變壓器TP引腳1；IC1引腳3接IC1引腳4；IC1引腳4接電容C1另一端；IC1引腳5接電阻R7、電阻R8一端，電阻R7另一端接電阻R6，電阻R6另一端接輸入+VOUT；IC1引腳6接電容C3、電阻R5一端；IC1引腳7接電阻R2、電容C3另一端；IC1引腳8接電容CT一端；IC1引腳9接電阻RT一端；IC1引腳10懸空；IC1引腳11接電容C2一端，電容C2另一端接變壓器TP引腳2；IC1引腳12接電阻RT、電容CT、電阻R5、電阻R8另一端和輸入+VOUT；IC1引腳13接電阻R3一端；IC1引腳14懸空；IC1引腳15接電阻R3另一端和輔助電壓VFZ；變壓器TP引腳3、4接前端脈寬調製磁隔離輸出電路。
本發明的有益效果1)、線路簡捷；元器件用量少；2)、控制電壓範圍寬，(可適用於各種輸出電壓的控制)；
3)、驅動電流大，有利於環路穩定性的提高；4)、磁隔離傳輸幅度高，有利於環路穩定性的提高；5)、傳輸比高，有利於環路穩定性的提高；6)、溫度適應性寬(-60℃～+150℃)，有利於電源的高可靠設計；7)、抗輻照能力高，有利於航天用長壽命電源設計；8)、電性能優異，適應於各類前置啟動+前置PWM控制的DC/DC電源設計；9)、穩定性強，極適合於厚膜工藝批量生產的要求。
附圖為本發明電路原理圖具體實施方式
參閱附圖，本發明採用電流型雙端脈寬調製集成電路IC1(UC1846)外加周邊電路構成，其功能塊組成及作用功能塊1——採用比較設定DC/DC電源模塊的輸出電壓高低。此設定值於基準電壓比較決定IC1內部電壓比較器輸出電壓的高低。
元器件組成電阻R6、R7、R8。
功能塊2——基準設定用電阻分壓的方式設定IC1內部電壓比較的正端基準電壓。
元器件組成電阻R4、R5，電容C4為IC1內部電壓比較器補償電容。
功能塊3——振蕩頻率設定設定調製頻率。
元器件組成電阻RT、電容CT。
功能塊4——功率設定設定驅動電流，VFZ為IC1(UC1846)的輔助供電電壓。
元器件組成電阻R3及IC1內部圖騰輸出。
功能塊5——幅度調製用設定的振蕩頻率將IC1內部電壓比較器輸出的誤差電壓斬波調寬，進行幅度調製(有較弱的調寬)。
元器件組成電阻R1、R2及IC1內部調製電路。
功能塊6——隔直驅動隔離去除幅度調製信號的直流分量，並通過隔離變壓器TP將上述幅度調製信號以磁隔離的方式傳輸到前端PWM電路。
元器件組成電阻C2及變壓器TP。
本發明技術指標如表1所示表1
注1此電路的輔助供電電壓VFZ範圍；注2作為磁隔離反饋控制的DC/DC電源的輸出電壓範圍。
本發明可以應用到任何需要磁隔離反饋的DC/DC電源中。按照電路拓撲所提供的元器件規格、型號和技術參數實施微組裝工藝，產品的主要技術指標、空間環境考核試驗要求、產品的機、電、熱接口、電磁兼容性、輻照總劑量和壽命等產品可靠性指標，均可達到或超過美國Interpoint公司同類產品的指標，其平面安裝尺寸以及指令關機控制，可與Interpoint公司產品兼容、互換。用本發明研發的厚膜混合集成DC/DC模塊電源產品現已通過了國軍標的各項考核要求，可直接應用於神舟號飛船、衛星系列、空間電子設備、軍用電子裝備及通訊與民用電子設備等領域。
權利要求
1.一種高性能磁隔離反饋電路，其特徵在於它採用電流型雙端脈寬調製集成電路IC1外加周邊電路構成，其具體形式為集成電路IC1引腳1懸空；IC1引腳2接電阻R2、電阻R4、電容C1一端，電阻R2另一端接電阻R1一端，電阻R1另一端接TP引腳1；IC1引腳3接IC1引腳4；IC1引腳4接電容C1另一端；IC1引腳5接電阻R7、電阻R8一端，電阻R7另一端接電阻R6，電阻R6另一端接輸入+VOUT；IC1引腳6接電容C3、電阻R5一端；IC1引腳7接電阻R2、電容C3另一端；IC1引腳8接電容CT一端；IC1引腳9接電阻RT一端；IC1引腳10懸空；IC1引腳11接電容C2一端，電容C2另一端接TP的2腳；IC1引腳12接電阻RT、電容CT、電阻R5、電阻R8另一端和輸入+VOUT；IC1引腳13接電阻R3一端；IC1引腳14懸空；IC1引腳15接電阻R3另一端和輔助電壓VFZ；TP的3、4腳接前端脈寬調製磁隔離輸出電路。
全文摘要
本發明公開了一種高性能磁隔離反饋電路，特點是它採用電流型雙端脈寬調製集成電路外加周邊電路構成。設計思路獨特、新穎，實現了採用比較、幅度調製、功率驅動、磁隔離反饋傳輸等功效，本發明線路簡捷，元器件用量少，控制電壓範圍寬，驅動電流大，磁隔離傳輸幅度高，可應用到任何需要磁隔離反饋的DC/DC電源中。
文檔編號H02M3/00GK101083429SQ200710043649
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月11日 優先權日2007年7月11日
發明者王其崗, 榮焱, 王衛國 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所