航天器DC-DC變換器的過(guò)壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)

　　基于PWM的輸出限壓保護(hù)電路

　　脈寬調(diào)制型DC-DC變換器的輸出穩(wěn)壓通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)：輸出電壓采樣值和基準(zhǔn)電壓值比較后產(chǎn)生誤差信號(hào)Ve和鋸齒波進(jìn)行比較后產(chǎn)生一定占空比的方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制功率MOSFET管的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋穩(wěn)壓輸出。因此通過(guò)控制PWM誤差放大器的輸出電平就可以控制輸出電壓值，該電路就是基于這種原理設(shè)計(jì)的，電路見(jiàn)圖3。電路基本工作原理如下：當(dāng)DC-DC變換器工作于正常閉環(huán)狀態(tài)時(shí)，PWM誤差放大器工作在線(xiàn)性放大區(qū)，其輸出電平取決于輸入信號(hào)電平和放大器的增益。圖3中的三極管V2工作在截至區(qū)，圖3所示的過(guò)壓保護(hù)電路不影響正常DC-DC變換器的正常閉環(huán)特性。當(dāng)DC-DC變換器工作于開(kāi)環(huán)狀態(tài)時(shí)，誤差放大器工作在飽和區(qū)。由于誤差放大器不是理想運(yùn)放，因此輸出電阻不為零，因此將其簡(jiǎn)化為一個(gè)含內(nèi)阻的電壓源。三極管V2工作在線(xiàn)性放大區(qū)，可以將其簡(jiǎn)化為受控可變電阻，因此圖3可以簡(jiǎn)化為圖4所示的等效電路。當(dāng)輸出電壓升高后，過(guò)壓采樣信號(hào)升高，導(dǎo)致I b增大，使得V2的Ic增大，由于誤差放大器內(nèi)阻的存在，使誤差放大器的輸出電壓Ve降低，這樣就使PWM的方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)變窄，使輸出電壓降低，最終穩(wěn)定在某一個(gè)電壓值上。

　　筆者用Saber-2005仿真軟件對(duì)這一應(yīng)用電路進(jìn)行了仿真分析，仿真電路見(jiàn)圖5。該電路是一個(gè)12V輸出的反激變換器，PWM采用電流型脈寬調(diào)制器UC1845。