DC-DC变换器供电方式的选择和电路拓扑的设计

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　　DC-DC变换器供电方式的选择和电路拓扑的设计：DC/DC变换器供电方式的不同，对整个供电系统的可靠性有重大影响。卫星用DC/DC变换器的配电系统一般有两种方式：集中式供电和分布式供电。

　　集中式供电的优点是DC/DC变换器数量少，有利于控制和减少电源的体积和重量，同时简化了一次电源到DC/DC变换器之间的重复布线。缺点是电源的多负载，很难保证电源的输出伏安特性满足每个负载的要求。

　　分布式供电系统的优点是DC/DC变换器靠近供电负载，在减小传输损耗的同时提高了动态响应特性，这是解决低压大电流（如2V/20A）问题的必须和唯一技术途径。这种供电方式的基本特征是将负载功率或负载特性分解，分担给多个电源模块来承担。

　　从可靠性模型上来说，分布式供电系统的多个DC/DC变换器属于可靠性并联系统，容易组成N+1冗余供电，扩展功率也相对容易。所以，采用分布式供电系统，能够满足航天电源产品的可靠性方案设计要求。目前卫星DC/DC变换器拓扑结构，基本上实现了从分系统共用一个结构模块电源的集中供电方式，过渡到采用通用化、模块化、小型化的“三化”电源产品的分布式供电。考虑用电系统的具体需求，选择合理的供电方式对提高DC/DC变换器供电系统的可靠性具有至关重要的意义。

　　可供卫星DC/DC变换器功率变换选用的基本电路拓扑有8种，分别是单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式、双正激式、双管正激式、半桥式、全桥式。

　　考虑到输入电压的变化范围和电磁干扰电压峰值，并要留有一定的安全余度，功率开关管的耐压值，需要达到输入额定电压的4倍以上。

　　推挽和全桥拓扑有可能出现单向磁偏饱和现象，主要是两路功率开关轮流导通时不完全对称，使充磁和退磁的两个伏秒面积不等而造成的。一旦出现该现象，一只功率管会首先损坏。半桥拓扑具有自动抗不平衡的能力。一般认为，500W以下，双管正激和半桥拓扑具有较高的安全性和可靠性。

　　单端反激拓扑不适用于负载电流大范围变化的情况，空载时的输出电压也会明显增高。目前，国内外广泛采用外接电阻负载克服空载失控现象，但这会降低电源效率。由于电源输出功率与外接电阻值成反比关系，因此，单端反激拓扑只适用于输出功率较小的场合。
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