CN109660121A - 一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路 - Google Patents

一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109660121A
CN109660121A CN201910017840.1A CN201910017840A CN109660121A CN 109660121 A CN109660121 A CN 109660121A CN 201910017840 A CN201910017840 A CN 201910017840A CN 109660121 A CN109660121 A CN 109660121A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
nmos tube
spaceborne
input terminal
output circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910017840.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吕红强
赵溪林
张龙龙
梁晓华
张浩翔
王妍
郭泉良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN AEROSPACE DONGFANGHONG DEVELOPMENT CO LTD
Original Assignee
SHENZHEN AEROSPACE DONGFANGHONG DEVELOPMENT CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN AEROSPACE DONGFANGHONG DEVELOPMENT CO LTD filed Critical SHENZHEN AEROSPACE DONGFANGHONG DEVELOPMENT CO LTD
Priority to CN201910017840.1A priority Critical patent/CN109660121A/zh
Publication of CN109660121A publication Critical patent/CN109660121A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种低传输功耗的星载直流‑直流变换器合路输出电路，包括第一直流‑直流变换器D1、第二直流‑直流变换器D1、第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一肖特基二极管V1、第二肖特基二极管V2、第一理想二极管控制器D3和第二理想二极管控制器D4；其中，一次电源正线输入端分别与D1、D2的一次电源输入端相连；所述直流‑直流变换器的输出端与所述NMOS管的源极相连，肖特基二极管正极与NMOS管的源极相连，负极与NMOS管的漏极相连，所述理想二极管控制器的控制端与NMOS管的栅极相连；所述理想二极管控制器检测NMOS管源极和漏极之间的电压降，以调整供电输出电流的大小；Q1与Q2的源极短接在一起，作为输出端。

Description

一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路
技术领域
本发明涉及航天器二次电源变换技术领域，尤其涉及一种星载直流-直流变换器合路输出电路。
背景技术
直流-直流变换器将星载一次电源变换为用电设备所需的二次电源电压，为保证供电可靠性，一般采用两只直流-直流变换器并联的设计方式，在一只发生故障的情况下，另一只仍能正常供电输出，保证星上设备的正常工作。
隔离式直流-直流变换器在航天器设备中广泛应用，多采用双路热备直流-直流变换器给负载供电。设计中，每只直流-直流变换器的输出端都串联有一只二极管，两只二极管的阴极短接在一起，然后输出至用电设备。该设计保证了二次电源供电的可靠性，但由于二极管的固有特性，在不同电流及不同温度条件下，二极管的压降都会有较大变化，从而导致用电设备电源输入端的电压在较大范围内波动，而且两只直流-直流变换器存在交替输出的情况，在用电设备对电压波动范围要求较高的场合，可能会导致设备无法正常工作。
另外，在负载电流较大的情况下，消耗在二极管上的功率较大，使得功率传输效率降低，而且给二极管的散热设计带来了困难。
鉴于此问题，需要设计一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路，可以保证用电设备电源输入的电压稳定，也可以提高功率传输效率。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了提供一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路。本发明具体通过如下技术方案实现：
一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路，所述电路包括第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器、第一熔断器、第二熔断器、第一NMOS管、第二NMOS管、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管、第一理想二极管控制器和第二理想二极管控制器；其中，一次电源正线输入端分别与第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器的一次电源输入端相连；所述直流-直流变换器的输出端与所述NMOS管的源极相连，所述肖特基二极管正极与NMOS管的源极相连，所述肖特基二极管负极与NMOS管的漏极相连，所述理想二极管控制器的控制端与NMOS管的栅极相连；所述理想二极管控制器检测NMOS管源极和漏极之间的电压降，以调整供电输出电流的大小；所述第一NMOS管与第二NMOS管的源极短接在一起，作为输出端。
所述电路还包括第一熔断器、第二熔断器，所述第一熔断器连接在一次电源正线输入端与所述第一直流-直流变换器的一次电源输入端之间，所述第二熔断器连接在一次电源正线输入端与所述第二直流-直流变换器的一次电源输入端之间。
作为本发明的进一步改进，所述直流-直流变换器的一次电源输入端连接有滤波电容，所述直流-直流变换器的二次电源输出端连接有滤波电容。
作为本发明的进一步改进，所述直流-直流变换器具有远端补偿功能；所述直流-直流变换器的远端补偿正输入端连接至二次电源输出端，所述直流-直流变换器的远端补偿负端接地。
作为本发明的进一步改进，所述第一NMOS管与第二NMOS管为低导通阻抗的NMOS管。
作为本发明的进一步改进，所述理想二极管控制器的GATE脚连接至NMOS管的栅极，理想二极管控制器的SOURCE端连接至NMOS管的源极，理想二极管控制器的OUT端连接至NMOS管的漏极。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的电路简单可靠，适应性强，可在保证双路直流-直流变换器实现热备份的前提下，实现了在不同负载电流和不同温度下，合路输出电压稳定，波动范围较小，并且显著提高了功率传输效率，提高了输出电压设计安全裕度，器件的热设计变得简单。
附图说明
图1是本发明的星载直流-直流变换器合路输出电路的原理图；
图2是本发明的星载直流-直流变换器合路输出电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路，包括第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器、第一熔断器、第二熔断器、第一NMOS管、第二NMOS管、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管、第一理想二极管控制器和第二理想二极管控制器。其中，所述直流-直流变换器具有远端补偿功能；一次电源正线输入端分别通过第一熔断器、第二熔断器与第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器的输入端相连；直流-直流变换器的输出端与NMOS管的源极相连，肖特基二极管正极与NMOS管的源极相连，肖特基二极管负极与NMOS管的漏极相连，理想二极管控制器的控制端与NMOS管的栅极相连，理想二极管控制器检测NMOS管源极和漏极之间的电压降，以调整供电输出电流的大小；第一NMOS管与第二NMOS管的源极短接在一起，作为输出端。
图2为本发明的星载直流-直流变换器合路输出电路的电路图。其中，VBUS为一次电源输入正线，PGND为一次电源地线，S-BUS为两只直流-直流变换器经合路二极管后输出的二次电源正线，GND为二次电源地线。VBUS分别经过熔断器F1和F2连接至D1和D2的+Vin端，在滤波电容或直流-直流变换器输入端发生短路故障的情况下，可以快速熔断，保证一次供电母线的安全。C1和C2为直流-直流变换器D1的一次电源输入提供滤波作用，C6和C7为直流-直流变换器D2的一次电源输入提供滤波作用。C3、C4和C5为直流-直流变换器D1的二次电源输出提供滤波作用，C8、C9和C10为直流-直流变换器D2的二次电源输出提供滤波作用。D1和D2的+S端，即远端补偿正输入端，分别连接至+Vo。-S端，即远端补偿负端，连接至GND。
优选地，D1和D2为具有远端补偿功能的直流-直流变换器，直流-直流变换器的型号在这里不作限定，只要能够实现本发明的直流-直流变换器都可以，作为本领域技术人员能够挑选出实现本发明的直流-直流变换器)
直流-直流变换器D1的输出端+Vo，连接至NMOS管Q1的源极，肖特基二极管V1正极连接至Q1的源极，肖特基二极管V1的负极连接至Q1的漏极；直流-直流变换器D2的输出端+Vo，连接至NMOS管Q2的源极，肖特基二极管V2正极连接至Q2的源极，肖特基二极管V2的负极连接至Q2的漏极；Q1和Q2的漏极短接在一起，给负载供电。Q1和Q2为低导通阻抗的NMOS管。V1和V2的作用是：即使在理想二极管控制器或NMOS管出现开路故障情况下，仍能给后级负载供电。
D3和D4为理想二极管控制器（型号可采用LTC4359，这里的型号只是举例，只要能够实现本发明的理想二极管控制器都可以，作为本领域技术人员能够挑选出实现本发明的理想二极管控制器），GATE脚分别连接至NMOS管Q1和Q2的栅极，理想二极管控制器可根据NMOS管源极和漏极之间的压降情况，调整供电输出电流的大小，不但可以起到均流的作用，使得D1和D2输出电流基本一致，降低了每只直流-直流变换器上的热耗，输出功率传输损耗较肖特基合路二极管损耗降低了80%以上，而且两只直流-直流变换器的输出相互之间无影响，是相互隔离的。从而实现合路输出和低传输功耗的目的。
本发明具有如下特点：
（1）主备直流-直流变换器输出端经由理想二极管控制器和NMOS管实现合路功能，给负载供电电压稳定，变化幅度较小；
（2）NMOS管选择低导通阻抗的器件，可将功率传输损耗较肖特基合路二极管损耗降低80%以上；
（3）设计方式灵活，适应性强，可根据负载电流大小选择合适的NMOS管即可满足需要；
（4）主备份直流-直流变换器可实现均流输出，每只直流-直流变换器的热耗降低，有利于产品的散热设计和延长产品的使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：所述电路包括第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器、第一NMOS管、第二NMOS管、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管、第一理想二极管控制器和第二理想二极管控制器；其中，所述直流-直流变换器具有远端补偿功能；一次电源正线输入端分别与第一直流-直流变换器、第二直流-直流变换器的一次电源输入端相连；所述直流-直流变换器的输出端与所述NMOS管的源极相连，所述肖特基二极管正极与NMOS管的源极相连，所述肖特基二极管负极与NMOS管的漏极相连，所述理想二极管控制器的控制端与NMOS管的栅极相连；所述理想二极管控制器检测NMOS管源极和漏极之间的电压降，以调整供电输出电流的大小；所述第一NMOS管与第二NMOS管的源极短接在一起，作为输出端。
2.根据权利要求1所述的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：所述电路还包括第一熔断器、第二熔断器，所述第一熔断器连接在一次电源正线输入端与所述第一直流-直流变换器的一次电源输入端之间，所述第二熔断器连接在一次电源正线输入端与所述第二直流-直流变换器的一次电源输入端之间。
3.根据权利要求1所述的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：所述直流-直流变换器具有远端补偿功能。
4.根据权利要求1所述的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：直流-直流变换器的一次电源输入端连接有滤波电容，所述直流-直流变换器的二次电源输出端连接有滤波电容。
5.根据权利要求3所述的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：所述直流-直流变换器的远端补偿正输入端连接至二次电源输出端，所述直流-直流变换器的远端补偿负端接地。
6.根据权利要求1所述的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：所述第一NMOS管与第二NMOS管为低导通阻抗的NMOS管。
7.根据权利要求1所述的星载直流-直流变换器合路输出电路，其特征在于：所述理想二极管控制器的GATE脚连接至NMOS管的栅极，理想二极管控制器的SOURCE端连接至NMOS管的源极，理想二极管控制器的OUT端连接至NMOS管的漏极。
CN201910017840.1A 2019-01-09 2019-01-09 一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路 Pending CN109660121A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910017840.1A CN109660121A (zh) 2019-01-09 2019-01-09 一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910017840.1A CN109660121A (zh) 2019-01-09 2019-01-09 一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109660121A true CN109660121A (zh) 2019-04-19

Family

ID=66119685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910017840.1A Pending CN109660121A (zh) 2019-01-09 2019-01-09 一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109660121A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110365099A (zh) * 2019-06-27 2019-10-22 南京理工大学 一种应用于立方星的蓄电池和稳压源切换供电电路
CN110901396A (zh) * 2019-11-25 2020-03-24 航天时代飞鸿技术有限公司 用于四旋翼飞行器多块电池组供电的防互充电路及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3081950A1 (en) * 2015-03-19 2016-10-19 Hamilton Sundstrand Corporation Method for electronically testing integrity of ideal diode components used in or'd voltage bus
CN106532917A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 北京卫星制造厂 一种主备份电源高可靠输出隔离控制电路
CN107769550A (zh) * 2016-08-19 2018-03-06 北京计算机技术及应用研究所 一种双路冗余并联式同步开关升降压dc‑dc电源
CN108092395A (zh) * 2017-11-22 2018-05-29 深圳市科卫泰实业发展有限公司 一种后备电池切入及浮充控制装置
CN207612119U (zh) * 2017-10-31 2018-07-13 中国航空无线电电子研究所 隔离器电路及电源备份网路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3081950A1 (en) * 2015-03-19 2016-10-19 Hamilton Sundstrand Corporation Method for electronically testing integrity of ideal diode components used in or'd voltage bus
CN107769550A (zh) * 2016-08-19 2018-03-06 北京计算机技术及应用研究所 一种双路冗余并联式同步开关升降压dc‑dc电源
CN106532917A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 北京卫星制造厂 一种主备份电源高可靠输出隔离控制电路
CN207612119U (zh) * 2017-10-31 2018-07-13 中国航空无线电电子研究所 隔离器电路及电源备份网路
CN108092395A (zh) * 2017-11-22 2018-05-29 深圳市科卫泰实业发展有限公司 一种后备电池切入及浮充控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110365099A (zh) * 2019-06-27 2019-10-22 南京理工大学 一种应用于立方星的蓄电池和稳压源切换供电电路
CN110901396A (zh) * 2019-11-25 2020-03-24 航天时代飞鸿技术有限公司 用于四旋翼飞行器多块电池组供电的防互充电路及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101499654B (zh) 瞬时电压尖峰与瞬时电压浪涌抑制器
CN101594047B (zh) 一种电源开机浪涌抑制电路
CN102946194A (zh) 一种高增益交错并联升压型变换器
CN203368326U (zh) 升压电路和led驱动电源
CN102969893A (zh) 一种高增益升压型直流变换器
CN101247053A (zh) 电池接入用升降压变换电路和装置、直流后备电源装置
CN104600758A (zh) 一种高压直流断路器的自取能装置及其实现方法
CN102263510A (zh) 能对前端高压母线放电的全桥隔离直流变换器
CN109660121A (zh) 一种低传输功耗的星载直流-直流变换器合路输出电路
CN206686081U (zh) 一种多级开关电源系统及Buck‑Boost变换器
CN107706906A (zh) 防倒灌电路及电源冗余电路
CN104080221B (zh) 一种led驱动电路及led灯
CN103337841B (zh) 基于双向buck变换器的双向限流器及双向限流方法
CN103166448B (zh) 一种提高供电可靠性的电路
CN105846674B (zh) 非隔离高变比双向直流变换器
CN209120062U (zh) Buck变换器的失效隔离电路
CN105634108A (zh) 离线式不间断电源
CN217278843U (zh) 一种电源能量回收系统
CN107482910B (zh) 双向开关电容直流变换器
CN103296747A (zh) 不间断电源系统
CN110022069A (zh) 一种双向开关接入的高频链双向直流变压器及其控制方法
CN104049559A (zh) 一种负载控制电路及装置
CN109104086B (zh) 一种具有功率因数修正功能的直流对直流转换器
JP7243838B2 (ja) Ｄｃ－ｄｃコンバータ
CN208078681U (zh) 一种智能电源系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190419

RJ01 Rejection of invention patent application after publication