一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器，该变换器是通过对带正压遥测的正压输出DC/DC变换器进行连接方式的改变而获得，其正压遥测是通过脉宽调制器的参考电压用两只电阻对输出负压采样获得，为正电压。输出负电压的反馈电压Vfb是通过脉宽调制器的参考电压用两只电阻对输出负压分压采样获得。同时脉宽调制器U2控制闭环的输入电压V1为脉宽调制器的参考电压Vref通过电阻R1和R2电阻对负压输出回线O2分压获得。本发明专利技术电路简单，负压电源正压遥测的获得相对于传统的正压电源，仅仅是改变了电路的连接方式，不增加器件。本发明专利技术会减小产品的体积，缩短产品开发周期。

【技术实现步骤摘要】
一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器
本专利技术属于电力电子学
，具体涉及一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器。
技术介绍
为了在地面判断在轨航天器的工作状态，由航天器的遥测系统对航天器设备的供电电源电压进行遥测是必要的。目前，大部分航天器设备直流电源都需要在其输出端给出一定系数的遥测电压，常用的遥测电路如图1所示——简单的电阻分压电路。为了简化航天器遥测系统设计，航天器遥测系统一般只遥测正电压。正压电源电路及其正压遥测电路如图2所示，正压遥测只需要在正电源的输出端并联上电阻分压的遥测电路即可，通过配置不同的电阻值，即可获得需要的遥测电压和遥测输出阻抗。在图2中，对于负电源电压的遥测，则需要进行极性转换，给出正极性(正电压)的遥测电压输出。极性转换的常用方法有两种，一是采用运算放大器，利用反相输入比例放大电路，实现负压电源的正压遥测输出，如图3所示。参阅图3，这种方法首先将传统的隔离正压输出电源反接——传统的隔离正压电源的正极性输出端O1指定为负压电源的输出回线，传统的隔离正压电源的回线输出端O2指定为负压电源的输出正线，传统的正压电源即成为了负压电源。图3所示的隔离负压电源和图2所示的隔离正压电源相比，没有本质的区别。这种获得负压电源的方法简洁、实用。接着，为了获得正压遥测输出，利用运放的反相功能，采用基于运放的运算电路。运放的工作需要辅助电源，需要变压器T1增加副绕组NS3和NS4，以及整流滤波电路D3、D4、L2、C3，形成参考于负压电源回线O1的辅助电源V3给运放N1供电。然后，将运放的同相输入端接地；将被遥测的负压电源VO通过电阻R3连接到运放的反相输入端，R4连接运放的输出端和反相输入端，这样遥测电压可用以下公式计算：式(1)中，VO为负值，遥测电压VTM为正值。这种针对负压电源获得正压遥测方法的缺点是需要采用运算放大器，并且需要辅助电源为运算放大器供电，电路复杂，成本高。优点是遥测电压输出和被遥测电压的函数关系简洁——线性关系。针对负压电源，获得正压遥测的另外一种方法是采用叠加法，电路原理示意图如图4所示。参阅图4，同第一种方法，首先将传统的隔离正压输出电源反接——传统的隔离正压电源的正极性输出端O1指定为负压电源的输出回线，传统的隔离正压电源的回线输出端O2指定为负压电源的输出正线，即成为了负压输出电源。然后，需要变压器T1增加辅助绕组NS3和NS4，以及整流滤波电路D3、D4、L2、C3，形成参考于负压电源输出回线O1的辅助电源V3(正电压)。接着，再采用一个电压基准二极管DZ1产生一个高稳定的正极性的参考电压V4，这个高稳定的正电压V4对负输出电压VO进行电阻采样分压，获得正遥测电压VTM，VTM通过以下公式计算：通过合适的R3、R4取值，即可使得遥测电压VTM为正值。这个基于叠加法获得负压电源正压遥测的缺点是电路复杂——需要增加变压器副绕组、电压基准二极管等复杂、昂贵的器件。不论是基于运放电路的正压遥测负压电源电路，还是基于叠加法的正压遥测负压电源电路，正压遥测的获得都得增加变压器绕组，增加器件，增加电路的体积，增加成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器，其特点是在传统的正压电源的基础上通过改变电路的连接方式，获得负压输出；正遥测电压利用的是脉宽调制器的参考电压对输出负压进行电阻分压获得；相对于传统的正压电源获得正压遥测的电路，它不增加元器件，因此不会增加电路的体积，不增加成本。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器，该DC/DC变换器是通过对基于脉宽调制器的带正压遥测的正压输出DC/DC变换器进行连接方式的改变而获得，其中，正压遥测是通过脉宽调制器的参考电压Vref用两只电阻对输出负压采样获得；输出负电压的反馈电压Vfb是通过脉宽调制器的参考电压用两只电阻对输出负压分压采样获得，并接入到脉宽调制器内置运放的同相输入端；脉宽调制器控制闭环的输入电压V1为脉宽调制器的参考电压Vref通过两只电阻对负压输出回线分压获得，并接入到脉宽调制器内置运放的反相输入端。优选地，DC/DC变换器的负压输出正线为O1，正压遥测输出正线为TM+，负压输出回线和正压遥测输出回线共用O2；DC/DC变换器包括辅助电源电路、脉宽调制电路、DC/AC电路、整流电路、LC滤波电路、采样电路和遥测电路；脉宽调制电路由脉宽调制器U2和电阻R1和电阻R2组成；辅助电源电路将输入电压Vin转化为脉宽调制器U2所需电源V3，连接脉宽调制器U2的电源端VCC；电源V3的回线即为负压输出回线O2；脉宽调制器U2控制闭环的输入电压V1为脉宽调制器的参考电压Vref通过电阻R1和R2电阻对负压输出回线O2分压获得，V1连接至脉宽调制器U2内置运放EA的反相输入端；DC/AC电路根据脉宽调制电路的输出对输入电压Vin进行DC/AC转换；DC/AC电路的输出接入整流电路进行AC/DC转换；整流电路包括整流二极管D1和D2，D1和D2采用共阳极连接方式，阳极连接处接LC滤波电路的滤波电感L1；滤波电感L1与电容C2的连接点V2连接负压输出正线O1；电容C2的正极连接负压输出回线O2；采样电路用于对脉宽调制器U2的参考电压Vref与负压输出正线O1之间的压差进行电阻分压采样，产生反馈电压Vfb连接至脉宽调制器U2内置运放EA的同相输入端；遥测电路所产生的正压遥测TM+是由脉宽调制器U2的参考电压Vref对负压输出正线O1进行电阻分压而获得的正电压。优选地，辅助电源电路具有隔离输入和输出的功能。优选地，所述DC/AC电路包括功率变换电路U3和变压器T1；功率变换电路U3连接脉宽调制器U2的输出和输入电压Vin，输出连接变压器T1；变压器T1的两个副绕组NS1和NS2，NS1的同名端连接整流管D1的阴极，NS2的异名端连接整流管D2的阴极。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)电路简单，不增加元器件，实现了负压输出和正压遥测，不增加成本；(2)通过带正压遥测的正电源更改成带正压遥测的负电源，减少了原理图和PCB设计周期，从而减少了产品开发周期。附图说明图1为常用遥测电路；图2为带正压遥测的正压电源示意图；图3为基于运放的正压遥测的负压电源电路示意图；图4为基于叠加法的正压遥测的负压电源电路示意图；图5为本专利技术一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器的电路示意图。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。图5为本专利技术带正压遥测的负压输出DC/DC变换器的电路示意图。与现有技术的带正压遥测的正压电源相比，其没有增加额外的器件，而是进行了连接方式的改变。对比本专利技术图5和现有技术图2，差异有如下六点：(1)整流管D1和D2连接方向不同：本专利技术的图5中，连接变压器T1的3脚(副绕组NS1的同名端)、5脚(副绕组NS2的异名端)的是整流管D1和D2的阴极端，而非阳极端；(2)滤波电路中电容C2的正极、负极端连接方向不同：本专利技术的图5中，电容C2的正极端连接负压输出回线O2，负极端连接电感L1；(3)PWM控制闭环的输入端V1的连接点不同：在本专利技术中，V1连接至脉宽调制器U2内置运放的反相输入端5脚，而非同相输入端4脚；(4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器，其特征在于：该DC/DC变换器是通过对基于脉宽调制器的带正压遥测的正压输出DC/DC变换器进行连接方式的改变而获得，其中，正压遥测是通过脉宽调制器的参考电压Vref用两只电阻对输出负压采样获得；输出负电压的反馈电压Vfb是通过脉宽调制器的参考电压用两只电阻对输出负压分压采样获得，并接入到脉宽调制器内置运放的同相输入端；脉宽调制器控制闭环的输入电压V1为脉宽调制器的参考电压Vref通过两只电阻对负压输出回线分压获得，并接入到脉宽调制器内置运放的反相输入端。

【技术特征摘要】
1.一种带正压遥测的负压输出DC/DC变换器，其特征在于：该DC/DC变换器是通过对基于脉宽调制器的带正压遥测的正压输出DC/DC变换器进行连接方式的改变而获得，其中，正压遥测是通过脉宽调制器的参考电压Vref用两只电阻对输出负压采样获得；输出负电压的反馈电压Vfb是通过脉宽调制器的参考电压用两只电阻对输出负压分压采样获得，并接入到脉宽调制器内置运放的同相输入端；脉宽调制器控制闭环的输入电压V1为脉宽调制器的参考电压Vref通过两只电阻对负压输出回线分压获得，并接入到脉宽调制器内置运放的反相输入端。2.如权利要求1所述的带正压遥测的负压输出DC/DC变换器，其特征在于，DC/DC变换器的负压输出正线为O1，正压遥测输出正线为TM+，负压输出回线和正压遥测输出回线共用O2；DC/DC变换器包括辅助电源电路、脉宽调制电路、DC/AC电路、整流电路、LC滤波电路、采样电路和遥测电路；脉宽调制电路由脉宽调制器U2和电阻R1和电阻R2组成；辅助电源电路将输入电压Vin转化为脉宽调制器U2所需电源V3，连接脉宽调制器U2的电源端VCC；电源V3的回线即为负压输出回线O2；脉宽调制器U2控制闭环的输入电压V1为脉宽调制器的参考电压Vref通过电阻R1和R2电阻对负压输出回...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭显鑫，倾楠，李博，马敏，武荣，高波，
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