[实用新型]一种基于S3R的航天用过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种过压保护电路。

背景技术

对于采用S3R(顺序开关分流调节)拓扑的电源控制器，其可用于全调节母线和不调节母线等多种场合。在正常情况下，多级S3R并联组成的电源控制器在母线误差调节器的控制下，只有一级S3R处于开关分流调节状态，该级S3R所对应基准的开通、关断门限在母线误差调节器电压的调节范围内；剩下各级要么是处于供母线状态，其基准所对应的关断门限值均小于母线误差调节器电压；要么是处于分流状态，其基准所对应的开通门限均大于母线误差调节器电压，保证负载所需的电流，从而使母线电压稳定。

若一路S3R电路拓扑中对地分流的MOSFET发生开路失效时，其将不能按照母线误差调节器的控制要求，将多余的电流分流到地，而是直接将太阳电池阵通过功率二极管连接到母线，若此时负载所需要的电流小于一级太阳电池阵所提供的电流，那么开路失效一级所提供的电流大于负载所需的电流，造成母线过压现象。对于全调节母线，母线过压，载荷承受高压条件下，有可能受到损坏；对于不调节母线，轻载一般出现在蓄电池恒压充电阶段，当母线过流时，由于母线受到蓄电池电压的钳位，充电电流将会超过其额定值，使蓄电池可能由于过充而损害。

目前基于S3R电路拓扑的过压保护电路，一般是检测到母线过压超过门限后，采用投入负载进行过压保护，其负载的功率大于一级方阵所能提供的功率。但是由于一级方阵的功率通常在百瓦量级，且该负载投入到母线后，并不会由开关控制其工作在调节状态，而是一直作为负载连接到母线上，其热耗不容忽视。只有到母线误差调节器工作在正常区域后，并辅以遥控指令后才将过压电路复位，使负载从母线中切除，实现过压保护功能。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于S3R的航天用过压保护电路，针对目前依靠切入负载不能进行开关调节、导致热耗过高的缺点，在母线过压情况下，自动触发过压保护电路，进行开关调节，保证母线电压符合要求。

本实用新型的技术解决方案是：一种基于S3R的航天用过压保护电路，包括：n个功率二极管D₁～D_n、N型MOSFET Q₁、迟滞比较器及驱动器，其中，n为正整数；功率二极管D₁～Dn的阴极均与N型MOSFET Q₁的漏极相连，功率二极管D₁～D_n的阳级分别与所对应的S3R电路拓扑中母线上任意两个串联的二极管的中间连接公共端相连；N型MOSFET Q₁的门极与迟滞比较器及驱动器的输出端相连，N型MOSFET Q₁的源极接地；迟滞比较器及驱动器的正端接S3R电路拓扑中的母线误差调节器，负端接基准电压Vref(n+1)。

所述n的取值与S3R电路拓扑的个数一致。

所述功率二极管D₁～D_n分别与一个功率二极管并联。

所述N型MOSFET Q₁门极连接另一个N型MOSFET的漏极，另一个N型MOSFET的门极与迟滞比较器及驱动器的输出端相连，另一个N型MOSFET的源极接地。

所述迟滞比较器及驱动器的迟滞宽度与S3R电路拓扑的迟滞电压宽度一致。

所述基准电压Vref(n+1)所对应的开通门限或关断门限在母线误差调节器的输出范围内。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型的电路简单可靠、节省成本，利用S3R电路拓扑及母线误差放大器的工作特点，只增加功率二极管、N型MOSFET和与S3R电路拓扑一致的迟滞比较器及驱动器，实现过压保护调节功能，大大节省了研制成本。

(2)本实用新型耗能小，原有过压保护电路通过负载将能量全部耗散出去，对散热等提出了较高的要求，而本实用新型通过将多余的电流进行开关分流调节，只在功率二极管和N型MOSFET产生损耗，相比于原有方法，热耗大大减小，且由于过压保护电路、开路失效一级的二极管组成一个新的S3R电路拓扑，其热耗与正常S3R电路拓扑一致，可认为过压保护电路基本无多余热耗。

(3)本实用新型与原有过压保护电路相比，原有过压保护电路中母线过压保护电路需要母线过压检测电路并配合遥控指令才能实现过压保护功能的投入和切除，智能化水平不够，而本实用新型依据迟滞比较器的特点，自主完成，不需外界的干扰，控制简单可靠。

附图说明