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航天用直流电源模块的研究

郗焕  
【摘要】: 在研制航天应用领域的直流变换器时,出于可靠性的考虑,禁止使用光耦隔离反馈。为解决隔离控制的问题,通常采用磁反馈技术或隔离驱动等方案,这些方法存在控制复杂、自起动困难、以及动态性能不好等缺点。 为解决上述问题,本文提出一种两级式变换器的解决方案,对变换器拓扑结构的选择进行了分析比较,确定半桥作为前级变换器,开环控制,实现隔离和降压;Buck作为后级变换器,闭环控制,实现输出电压的精确调节。Buck采用同步整流以提高变换效率。为提高功率密度,变换器采用多层PCB和平面变压器技术,本文对PCB绕组的布局进行了详细的分析比较。论文详细给出两级式变换器的参数设计,并进行实验验证。 为了改善直流变换器的电磁兼容性,本文讨论了其输入EMI滤波器的设计。基于基本的EMI滤波器结构,本文重点分析EMI滤波器中各元件寄生参数之间的耦合对滤波器高频性能的影响。运用电路解耦方法,探讨削弱这些影响,提高滤波性能的途径。最后制作了原理样机,通过网络分析仪对滤波性能进行观测,并最终实现与变换器模块的联调,给出实验波形。


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