高可靠电子侦察卫星二次电源

高可靠电子侦察卫星二次电源

论文摘要

卫星航天器上的电源都是由化学电池或太阳能电池提供,一般只有一个电压等级。然而卫星上的各种仪器设备所需电源的电压等级、精度要求、供电形式判别很大,这就要求研制各种性能的二次电源,以满足这些设备的要求。电子侦察卫星作为空间电子战的一种,发展迅速,随着空间技术的发展,我国已开展了电子侦察卫星的研究。作为电子侦察卫星的主载荷,电子侦察分系统复杂,由多个单机组成,有所需电源种类多,功率大、可靠性高等特点,因此需要研制出相应的二次电源来满足要求。本文描述了项目背景和应用价值;阐述了二次电源国内外发展情况。介绍了高可靠性电子侦察卫星二次电源的设计思想和设计方法,采取了现代电源设计中的PWM开关变换稳压技术;简介了二次电源主电路的几种拓扑形式,找到了适合于本项目的推挽拓扑形式;针对本电源的特点,采取了辅助电源进行隔离、电压直接反馈、变压器进行隔离驱动的总体方案;对于高性能的要求,研制中应用了控制理论中无差调节技术,使用了SG公司生产的PWM集成电路SG1525A进行控制,并对SG1525A的结构原理及其外围电路进行了说明;对于可靠性高的要求,采取了可靠性设计中的冗余设计技术,对输出各通道采取二冷冗余、辅助电源热冗余的方法来满足可靠性要求;对于低纹波的要求,采用了先进的两级滤波技术;对于大功率、频繁开关机、电磁兼容性等技术要求,运用热传导技术,采取了热阻计算和试验验证的方法,确认热设计的结果,使元器件的温度控制在要求范围内,并采取保护技术,研制出了适合于星用二次电源的过压过流保护、母线保护技术、RC吸收电路以及EMI滤波器;使该电源具有可靠性高、稳压精度高、效率高、纹波小、保护功能完善、电磁兼容性好等特点。经过性能指标测试和试验,并在整星完成了在轨工作三年的要求,取得了良好成效,整个项目研制达到了研制要求和预期的效果,为高可靠卫星二次电源的设计积累了经验,奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 背景
  • 1.2 项目实用价值
  • 1.3 国内外研究动态
  • 1.4 项目目标及论文内容
  • 1.5 高可靠电子侦察卫星二次电源要求
  • 1.5.1 技术指标要求
  • 1.5.2 试验要求
  • 第二章 二次电源主电路拓扑研究
  • 2.1 单端反激变换
  • 2.2 单端正激变换
  • 2.3 双管正激变换
  • 2.4 交错并联正激变换
  • 2.5 推挽式变换
  • 2.6 半桥式变换
  • 2.7 全桥式变换
  • 第三章 二次电源关键技术的研究
  • 3.1 主电路拓扑设计
  • 3.2 开关管的选取
  • 3.3 控制电路设计
  • 3.4 反馈电路设计
  • 3.5 变压器的设计
  • 3.5.1 功率变压器的计算
  • 3.5.2 变压器工作频率f 的设计
  • 3.5.3 磁芯材料和结构的选用
  • 3.6 辅助电源设计
  • 3.7 关键技术的研究
  • 3.7.1 整流电路研究
  • 3.7.2 滤波电路研究
  • 3.7.3 保护电路研究
  • 3.7.4 电磁兼容性研究
  • 3.7.5 防启动电流浪涌电路研究
  • 3.8 结构设计
  • 3.8.1 外部结构
  • 3.8.2 内部结构
  • 3.9 热设计
  • 3.9.1 热设计措施
  • 3.9.2 热设计计算
  • 3.10 冗余设计
  • 3.11 容差设计
  • 3.12 降额设计
  • 3.13 可靠性设计
  • 3.13.1 可靠性要求
  • 3.13.2 可靠性预计
  • 3.14 详细电路设计
  • 3.15 主要元器件型号选取
  • 第四章 主要参数计算
  • 4.1 电阻计算
  • 4.2 输入滤波电路计算
  • 4.3 输出滤波电路计算
  • 4.4 功率变压器T1 计算
  • 第五章 试验结果
  • 5.1 测试结果
  • 5.2 对比结果
  • 5.2.1 15V1 通道对比
  • 5.2.2 5V1 通道对比
  • 5.3 试验结果
  • 5.3.1 热真空试验验证
  • 5.3.2 可靠性验证
  • 第六章 总结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间研究成果
  • 相关论文文献

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