宽范围输入输出离子电推进屏栅电源的设计

摘要：

深空探测器离子电推进系统电源处理单元(Power Processing Unit,PPU)需要适应宽范围电压输入、宽范围电压输出和功率输出,造成PPU的元器件应力增加、体积重量增加和效率降低.针对我国小天体探测器离子电推进PPU中核心模块屏栅电源输入电压60～110 V、输出电压420～1 260 V、输出电流0.3～2.1 A的指标需求,从功率模块分解、软开关拓扑选择、单级功率变换器拓扑设计和两级功率变换器拓扑设计方面研究了屏栅电源的设计,提出了在效率、体积和可靠性方面综合优化的方案,对屏栅单个功率模块的设计开展了实物验证.得出:采用优化的模块分解,将输出电压固定,能有效降低元器件应力、优化变换器工作点效率以及提高变换器的可靠性;移相全桥和全桥LLC在设计宽范围输入变换器时存在半导体功率元器件电应力高和磁性元器件加工困难等问题;采用BUCK或BOOST + 全桥LLC的两级拓扑方案,能简化高压整流电路的应力,同时适应宽范围输入电压,是宽范围输入输出屏栅电源优选的方案.

关键词：深空探测、电推进、电源处理单元、PPU、屏栅电源

所属期刊栏目：7

分类号：V439+.4(推进系统（发动机、推进器）)

在线出版日期：2020-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：407-416