4.1 反饋控制電路設(shè)計(jì)

　　在常用的隔離反饋技術(shù)中，航天方面選用磁反饋較光耦反饋要更為可靠和穩(wěn)定。相對于磁反饋而言，光耦反饋雖然更能達(dá)到所需的帶寬，且電路簡單、元件少，但在高溫下光耦的傳輸比（CTR）會變小，會導(dǎo)致運(yùn)放飽和，使輸出電壓的反饋控制失效。磁反饋比光耦反饋壽命長，受溫度影響小?？馆椪漳芰?qiáng)，故在航天方面選用磁反饋較光耦反饋要更為可靠和穩(wěn)定［4］。

　　本電路中控制電路圍繞脈寬調(diào)制器UC1845進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用滿足航天應(yīng)用的磁隔離反饋技術(shù)。電路電壓采樣不是直接從輸出端采樣而是采用了磁隔離反饋技術(shù)。這種設(shè)計(jì)可以不借助啟動隔離電路而實(shí)現(xiàn)離線式輸出，線路簡單，但帶來的缺點(diǎn)是如果輸出端不使用低壓差三端穩(wěn)壓器負(fù)載調(diào)整率做不到很高，可以通過對變壓器的設(shè)計(jì)和對變壓器原邊電感的計(jì)算使其工作于臨界連續(xù)模式，可對輸出電壓負(fù)載調(diào)整率有一定改善；電流環(huán)采樣信號與自持電壓采樣反饋信號和基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，得到誤差控制信號進(jìn)行比較得到PWM 控制信號構(gòu)成了電流型控制雙環(huán)控制系統(tǒng)對開關(guān)功率管進(jìn)行開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋控制。

　　UC1845啟動電壓在電路每次啟動時是通過啟動輔助供電電路降壓啟動，將PWM 電路的啟動工作電壓穩(wěn)定在10~12 V 范圍內(nèi)，使PWM 電路安全可靠地啟動并工作；在電源模塊正常工作后，由于雙管串聯(lián)反激電路主變壓器用于給PWM供電的自持繞組輸出電壓比降壓啟動輸出電壓略高，使得整流二極管被反向截止，該電路無輸出功率，而PWM 電路通過主變壓器自持繞組輸出電壓長期供電，這樣降低了電路功耗。

　　4.2 雙管反激式開關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)

　　此雙管反激式變壓器的繞制采用“三明治”式繞法，如圖4所示，即初級繞組先繞一半，再繞次級繞組，繞后再將初級繞組剩余的匝數(shù)繞完，將次級繞組包裹在里面，這樣漏感最小。且使輸出繞組和自持繞組并繞以實(shí)現(xiàn)最佳耦合效果。

　　反激式開關(guān)電源變壓器不同于其他雙極型變壓器，能量不僅要傳遞，還要在變壓器電感中儲存，并實(shí)現(xiàn)隔離作用，它實(shí)際作為一個變壓器-扼流圈發(fā)揮作用。因此變壓器設(shè)計(jì)也不同于其他電路，初級繞組電感值直接影響電路中的電壓、電流波形。

　　關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)：

　　由已知條件計(jì)算出總輸出功率，確定磁芯截面積S.

　　和磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)度ΔB，選擇合適的磁芯。

　　初級線圈的峰值電流：

　　式中，N1 是最小的初級匝數(shù)；Vmin 是最大的初級電流電壓（單位：V）；TON 是開關(guān)管Q1 的最大導(dǎo)通時間（單位：

　　μs）；B 是AC磁通密度變化的峰-峰值（單位：T），鐵氧體典型值為200 mT;Ae 為磁芯中心柱的有效面積（單位：

　　5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　本文設(shè)計(jì)的適用于航天器用寬輸入電壓范圍的雙管串聯(lián)反激、磁隔離反饋、高穩(wěn)定三路輸出DC-DC變換器，電源輸入母線電壓范圍為60~120 V（標(biāo)稱：100 V），輸出電壓為5 V/0.8 A、±12 V/0.3 A，額定輸出功率為11.2 W，典型效率為75%以上，輸出端使用低壓差三端穩(wěn)壓器的情況下，輸出電壓負(fù)載穩(wěn)定度優(yōu)于±1%.

　　5.1 開關(guān)電源輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　為了檢驗(yàn)該開關(guān)電源的性能，對上述應(yīng)用電路進(jìn)行了性能測試。開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、紋波和效率如表l所示（表中UPP為電壓峰峰值）。

　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在寬電壓輸入變化范圍內(nèi)輸出電壓穩(wěn)定。

　　5.2 電流采樣環(huán)波形

　　電流環(huán)波形如圖5所示。

　　5.3 主開關(guān)管漏-源波形

　　主開關(guān)管漏-源波形如圖6所示。

　　6 結(jié)語

　　實(shí)驗(yàn)證明本文所設(shè)計(jì)的基于UC1845多路輸出雙管反激開關(guān)電源開關(guān)電源具有良好的工作性能，輸出紋波小，反饋環(huán)節(jié)易于調(diào)整，保護(hù)動作迅速可靠。符合航天電源可靠性要求，特別適用于中小功率高壓母線輸入多路輸出場合。