本发明专利技术公开了一种基于PWM误差放大器的DC-DC变换器输出过压限压保护电路，适用于任何形式的DC-DC变换器，只要采用脉冲宽度调制(PWM)，其输出电压的高低都依赖PWM控制器(无论何型号的PWM控制器)的误差放大器的输出电平；利用PWM误差放大器输出内阻的存在(理想运放输出阻抗为0)，设计了一种负反馈控制线路，通过对DC-DC变换器输出电压的采样，当输出电压超过用电负载允许的电压值时，该电路迅速工作，并将输出电压稳定在要求的范围内，其稳压效果可达到负载稳定度≤1％、线性稳定度≤1％，提高宇航用DC-DC变换器输出供电的可靠性和安全性；该电路可作为一种通用电路，应用于基于运算放大器做负反馈控制器件的闭环系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间电子学
，具体涉及一种基于PffM误差放大器的DC-DC变换器输出过压限压保护电路。
技术介绍
随着我国航天事业的发展，卫星或飞行器的功能越来越多样化，有效载荷越来越多样化，对供电的需求也越来越多样化。航天器用DC-DC变换器由于其高可靠、不可维修的特殊要求，因此在设计之初就要开展失效模式及影响分析的工作，即考虑组成DC-DC变换器的所有部件、元器件可能发生的各种故障对DC-DC变换器的影响，以及设计中相应的纠正措施，以保证不会造成灾难性的后果。电子线路类负载对电源的稳定性要求一般不超过电源电压的I%，在极端情况下不超过5% ;机电类负载对电源的稳定性要求相对较宽，在极端情况下不超过15%。为了保证用电设备的安全及可靠运行，要针对电路中元器件及线路要素的各种失效模式设计过压保护电路。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于PffM误差放大器的DC-DC变换器输出过压限压保护电路，解决了 DC-DC变换器由于闭环系统开环所引起输出过压失效的大部分故障模式。—种基于P丽误差放大器的DC-DC变换器输出过压限压保护电路，包括P丽控制器N1、稳压管V1、三极管V2、电容Cl以及电阻Rl-电阻R7;其中，电阻Rl的一端接DC-DC变换器的输出端，另一端串接电阻R7后接地;稳压管Vl的负极接在电阻Rl与电阻R7之间，正极串接电阻R2后接地;稳压管Vl的正极与电阻R2之间串接电阻R3后接三极管V2的基极;三极管V2的基极串接电阻R4后接地;三极管V2的发射极串接电阻R5后接地;基极与集电极之间同时并联电阻R6和电容Cl;集电极接PffM控制器NI中误差放大器端;PWM控制器NI的输出端即为保护电路的输出端。本专利技术具有如下有益效果:航天器DC-DC变换器输出过压的模式很多，但是都是小概率事件，但是一旦出现过压会对用电设备造成灾难性后果。输出过压的控制最彻底的办法是通过继电器控制断电后切换到备份DC-DC变换器，缺点是反映速度慢，有瞬时断电。但是有些设备不允许掉电，例如卫星中心控制计算机。本专利技术设计的线路简单、可靠，反映灵敏，通用性强，可以大大提高宇航用DC-DC变换器输出供电的可靠性和安全性，在宇航领域效益尤为明显。【附图说明】图1为本专利技术的电路原理图。图2为本专利技术电路的等效电路。图3为R5的变化与输出限压值的仿真结果。【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术的基于PWM误差放大器的快速反应、高稳定DC-DC变换器输出过压限压保护电路，如图1所示，包括Pmi控制器N1、稳压管V1、三极管V2、电容Cl以及电阻Rl-电阻R7。其中，电阻Rl的一端接DC-DC变换器的输出端，另一端串接电阻R7后接地;稳压管Vl的负极接在电阻Rl与电阻R7之间，正极串接电阻R2后接地;稳压管Vl的正极与电阻R2之间串接电阻R3后接三极管V2的基极;三极管V2的基极串接电阻R4后接地;三极管V2的发射极串接电阻R5后接地;基极与集电极之间同时并联电阻R6和电容Cl;集电极接PffM控制器NI中误差放大器端;PffM控制器NI的输出端即为保护电路的输出端。由Rl、R7和VI组成高稳定限幅分压采样电路，对DC-DC变换器输出电压的过压情况进行检测;三极管V2并接在PWM误差放大器的输出端，接成共射级输出AC-DC变换器正常稳压输出时，PWM控制器NI的误差放大器输出在线性放大区，三极管V2工作在截至区；DC-DC变换器输出过压时，最坏情况下P丽控制器NI的P丽误差放大器输出在饱和区，而三极管V2工作在线性放大区;DC-DC变换器输出过压时，该电路对输出电压的限压控制点通过Rl和R7的分压比粗调节，通过R5的阻值精调节。可以按照要求，精确调整限压工作点，并且负载调整率和线性调整率都可达到不大于I %的高稳定输出。保护电路的工作原理如下:DC-DC变换器输出电压信号通过Rl和R7分压后，决定该电路工作的阀值电平。当该分压信号低于稳压管Vl的击穿电压时(代表DC-DC变换器在正常闭环稳压范围内)，电路不工作，V2工作在截至区，PWM误差放大器输出相当于开路；当该分压信号高于稳压管Vl的击穿电压时(代表DC-DC变换器开环，输出过压)，该分压信号将Vl击穿，并经过R3、R4分压后接到V2的基极，形成基极电流Ib，V2工作在线性放大区，该电路等效为如图2所示的电路。其中VS为PWM误差放大器开环输出电压，Rs为PffM误差放大器输出等效电阻，Rb为三极管V2集射等效电阻和R5串联后的等效电阻。输出电压越高，基极电流I b越大，经V2放大后，集电极电流Ic越大，Rb越小，这样HVM误差放大器输出电压Ve越小，和HVM控制器调宽波比较后，致使DC-DC变换器输出电压降低。该过程是典型的负反馈过程，经过环路快速调节后，将输出电压稳定在预设的限压保护点上。其中调整Rl和R7，以及选择稳压管Vl的稳压值，可以调整该电路工作的最低阀值电平;调整R5可以调整输出电压二次稳压值;调整R6可以调整V2的直流放大倍数;调整Cl可以调整V2的交流放大倍数。其中R5的变化与输出限压值的仿真结果曲线见图3。可以看出R5从100 Ω变化到Ik Ω时，输出限压值从13.445V变化到14.119V (对于一个正常输出为12V的电源)。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种基于P丽误差放大器的DC-DC变换器输出过压限压保护电路，其特征在于，包括PWM控制器N1、稳压管V1、三极管V2、电容Cl以及电阻Rl至电阻R7; 其中，电阻Rl的一端接DC-DC变换器的输出端，另一端串接电阻R7后接地;稳压管Vl的负极接在电阻Rl与电阻R7之间，正极串接电阻R2后接地;稳压管Vl的正极与电阻R2之间串接电阻R3后接三极管V2的基极;三极管V2的基极串接电阻R4后接地;三极管V2的发射极串接电阻R5后接地;基极与集电极之间同时并联电阻R6和电容Cl;集电极接PWM控制器NI中误差放大器端;PWM控制器NI的输出端即为保护电路的输出端。【专利摘要】本专利技术公开了一种基于PWM误差放大器的DC-DC变换器输出过压限压保护电路，适用于任何形式的DC-DC变换器，只要采用脉冲宽度调制(PWM)，其输出电压的高低都依赖PWM控制器(无论何型号的PWM控制器)的误差放大器的输出电平；利用PWM误差放大器输出内阻的存在(理想运放输出阻抗为0)，设计了一种负反馈控制线路，通过对DC-DC变换器输出电压的采样，当输出电压超过用电负载允许的电压值时，该电路迅速工作，并将输出电压稳定在要求的范围内，其稳压效果可达到负载稳定度≤1％、线性稳定度≤1％，提高宇航用DC-DC变换器输出供电的可靠性和安全性；该电路可作为一种通用电路，应用于基于运算放大器做负反馈控制器件的闭环系统。【IPC分类】H02M3/00【公开号】CN105576958【申请号】CN201610090076【专利技术人】刘克承, 范英哲, 戈焰, 喻涛, 张京丽 【申请人】兰州空间技术物理研究所【公开日】2016年5月11日【申请日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于PWM误差放大器的DC‑DC变换器输出过压限压保护电路，其特征在于，包括PWM控制器N1、稳压管V1、三极管V2、电容C1以及电阻R1至电阻R7；其中，电阻R1的一端接DC‑DC变换器的输出端，另一端串接电阻R7后接地；稳压管V1的负极接在电阻R1与电阻R7之间，正极串接电阻R2后接地；稳压管V1的正极与电阻R2之间串接电阻R3后接三极管V2的基极；三极管V2的基极串接电阻R4后接地；三极管V2的发射极串接电阻R5后接地；基极与集电极之间同时并联电阻R6和电容C1；集电极接PWM控制器N1中误差放大器端；PWM控制器N1的输出端即为保护电路的输出端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘克承，范英哲，戈焰，喻涛，张京丽，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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