航天器DC-DC變換器的過(guò)壓保護電路設計

　　一般過(guò)壓保護電路設計

　　一般輸出端過(guò)壓保護可以采取強制法，即通過(guò)過(guò)電壓鉗位和快速斷路來(lái)實(shí)現。如通過(guò)在輸出端并接齊納二極管或可控硅實(shí)現鉗位輸出。見(jiàn)圖1和圖2。

　　除變壓器初次級短路造成輸出過(guò)壓的故障模式可以通過(guò)變壓器的絕緣設計來(lái)克服外，針對表1所列的其余過(guò)壓失效模式，本文設計了一種基于PWM的輸出限壓保護電路。

　　基于PWM的輸出限壓保護電路

　　脈寬調制型DC-DC變換器的輸出穩壓通過(guò)如下方式實(shí)現：輸出電壓采樣值和基準電壓值比較后產(chǎn)生誤差信號Ve和鋸齒波進(jìn)行比較后產(chǎn)生一定占空比的方波驅動(dòng)信號控制功率MOSFET管的導通，實(shí)現閉環(huán)反饋穩壓輸出。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計的，電路見(jiàn)圖3。電路基本工作原理如下：當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，其輸出電平取決于輸入信號電平和放大器的增益。圖3中的三極管V2工作在截至區，圖3所示的過(guò)壓保護電路不影響正常DC-DC變換器的正常閉環(huán)特性。當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。由于誤差放大器不是理想運放，因此輸出電阻不為零，因此將其簡(jiǎn)化為一個(gè)含內阻的電壓源。三極管V2工作在線(xiàn)性放大區，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。當輸出電壓升高后，過(guò)壓采樣信號升高，導致Ib增大，使得V2的Ic增大，由于誤差放大器內阻的存在，使誤差放大器的輸出電壓Ve降低，這樣就使PWM的方波驅動(dòng)信號變窄，使輸出電壓降低，最終穩定在某一個(gè)電壓值上。