空间电源DC-DC变换器的研究

doi:10.11985/2017.06.003

电气工程学报 ›› 2017, Vol. 12 ›› Issue (6): 14-18.doi: 10.11985/2017.06.003

空间电源DC-DC变换器的研究

宋丹,吉瑞萍

西安微电子技术研究所西安 710000

收稿日期:2015-07-29 出版日期:2017-06-25 发布日期:2019-12-20
作者简介:宋丹女 1990年生,硕士,研究方向为数字电源技术。|吉瑞萍女 1991年生,博士,研究方向为航空电气系统。

Study of DC-DC Converter for Space Power System

Song Dan,Ji Ruiping

Xi'an Microelectronic Technology Institute Xi'an 710000 China

Received:2015-07-29 Online:2017-06-25 Published:2019-12-20

摘要/Abstract

摘要：

非隔离型Weinberg变换器（NIWC）具有高功率密度、易于并联等优点,适合作为航天电源系统中的蓄电池放电调节器（BDR）和顺序开关分流最大功率调节器（S3MPR）或顺序开关串联分流最大功率调节器（S4MPR）的后级变换器。本文对该变换器的工作原理进行了分析,推导出其小信号模型,在保证输出电压电流纹波的前提下,设计了主电路参数。应用Matlab对系统传递函数进行分析后,设计了有源超前—滞后补偿网络,以保证系统的快速性和稳定性。仿真和实验结果验证了系统设计的正确性。

关键词: 空间电源, Weinberg变换器, 传递函数, 补偿网络

Abstract:

With high power density and easy paralleling, the non-isolated Weinberg converter (NIWC) is suitable as battery discharge regulator (BDR) and DC-DC converter after sequential switch shunt maximum power regulator (S3MPR) or sequential switch series shunt maximum power regulator (S4MPR) in space power system. The working principle of the converter is analyzed, its small-signal model is deduced. In the premise of ensuring output voltage and current ripples, the main circuit parameters are designed. After the analysis of system transfer function with Matlab, in order to ensure rapidity and stability of the system, the active lead-lag compensation network is designed. The simulation and experimental results verify the correctness of system design.

Key words: Space power system, Weinberg converter, transfer function, compensation network

中图分类号:

TM46

宋丹,吉瑞萍. 空间电源DC-DC变换器的研究[J]. 电气工程学报, 2017, 12(6): 14-18.

Song Dan,Ji Ruiping. Study of DC-DC Converter for Space Power System[J]. Journal of Electrical Engineering, 2017, 12(6): 14-18.

图/表 12

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

参考文献 7

[1]	郭显鑫, 郭祖佑, 王卫国 , 等. 空间电源功率调节技术综述[J]. 上海航天, 2010,27(3):30-39.
	Guo Xianxin, Guo Zuyou, Wang Weiguo , et al. Review on power conditioning unit for spacecraft[J]. Aerospace Shanghai, 2010,27(3):30-39.
[2]	Maset E, Ejea J B, Ferreres A . High-efficiency Weinberg converter for battery discharging in aerospace applications[C]. Procedings of the IEEE Applied Power Electronics Conference, 2006: 1510-1516.
[3]	刘治钢, 蔡晓东, 陈琦 , 等. 采用MPPT技术的国外深空探测器电源系统综述[J]. 航天器工程, 2011,20(5):105-110.
	Liu Zhigang, Cai Xiaodong, Chen Qi , et al. Overview of space power syster design using MPPT for deep space spacecraft[J]. Spacecraft Engineering, 2011,20(5):105-110.
[4]	曾毅, 崔波 . 一种新的航天器电源系统拓扑[J]. 航天器工程, 2009,18(5):95-100.
	Zeng Yi, Cui Bo . A novel topology of spacecraft electric power system[J]. Spacecraft Engineering, 2009,18(5):95-100.
[5]	Weinberg A K, Rueda Boldo P . A high power, high frequency, DC to DC converter for space applications[C]. 23rd Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC’92), 1992: 1140-1147.
[6]	陈骞, 郑岩, 郑琼林 , 等. 基于非隔离型Weinberg变换器多模块并联系统的建模与控制环路设计[J]. 北京交通大学学报, 2012,36(5):36-42.
	Chen Jian, Zheng Yan, Zheng Qionglin , et al. Modeling and design of control loops for parallel non-isolated Weinberg converter system[J]. Journal of Beijing Jiaotong University, 2012,36(5):36-42.
[7]	徐德鸿 . 电力电子系统建模及控制[M]. 北京: 机械工业出版社, 2005.

[1]	魏芝浩,王春芳,李震,李聃. 动态非线性负载用单管逆变ICPT系统参数优化[J]. 电气工程学报, 2017, 12(8): 21-27.
[2]	宗凌潇, 马卫华, 罗世辉. 直线电机地铁车辆电机的隔振优化分析[J]. 机械工程学报, 2015, 51(18): 119-125.
[3]	张立军;余佳;刁坤;孟德建;余卓平. 基于盘-销系统的摩擦尖叫条件下的动态时滞摩擦特性分析[J]. , 2013, 49(5): 69-74.
[4]	辛立明;徐志刚;赵明扬;朱天旭. 基于改进的多体系统误差建模理论的激光拼焊生产线运动误差模型[J]. , 2010, 46(2): 61-68.
[5]	王考;陶俊勇;陈循;易晓山. 气动式振动台理想激励信号的特性[J]. , 2009, 45(8): 142-147.
[6]	王湘江;王兴松;毛燕. 基于普艾模型的迟滞系统自适应滑模控制[J]. , 2008, 44(4): 171-178.
[7]	王亚斌;刘明杰;谭惠民. 弹引系统传递函数系统辨识[J]. , 2008, 44(3): 200-204.
[8]	吴振顺;赵玉琢;徐本洲;聂伯勋. 参考模型为一的液压自适应控制系统的研究[J]. , 1996, 32(4): 23-28.
[9]	王维凡;王有智. 机械系统振动传递的模型及算法[J]. , 1991, 27(6): 86-89.
[10]	肖友谊;彭泽民. 评定机床颤振稳定性的新方法[J]. , 1989, 25(3): 24-30.
[11]	梁艳春;王在申. 多自由度振动系统动力吸振器优化设计[J]. , 1988, 24(3): 53-58.

空间电源DC-DC变换器的研究

Study of DC-DC Converter for Space Power System

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 12

参考文献 7

相关文章 11

编辑推荐

Metrics

本文评价