[发明专利]一种等离子体推进器用脉冲储能模块及其高效控制方法

权利要求书

1.一种等离子体推进器脉冲储能模块，其特征在于，包括正弦电流频率识别控制模块、正弦电流过零点开关频率调整模块、开关管驱动逻辑执行模块、三元谐振槽升压变换模块；

正弦电流频率识别控制模块根据三元谐振槽升压变换模块的输出电压U_o与输入电压U_in信息识别三元谐振频率值，将三元谐振频率值提供给正弦电流过零点开关频率调整模块；

正弦电流过零点开关频率调整模块按照三元谐振槽变换器自身正弦电流的变化规律，调整控制驱动频率，将调整后的驱动频率发送至开关管驱动逻辑执行模块；

开关管驱动逻辑执行模块根据驱动频率产生驱动信号，确定驱动信号的起始时刻，并将驱动信号提供给三元谐振槽升压变换模块，实现三元谐振槽升压变换模块的开关管正弦电流在电流为零的时刻开通和关断，同时通过调整单位时间内能量传递的频率补偿三元谐振槽升压变换模块的输出电流，使三元谐振槽升压变换模块的输出电流在工作周期内保持恒定。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体推进器脉冲储能模块，其特征在于，根据三元谐振槽升压变换模块的输出电压增益变化范围，将脉冲储能模块的工作周期划分为T_S1～T_S3阶段；其中，T_S1阶段的三元谐振槽升压变换模块的输出电压范围为0～500V，此阶段定义为低频阶段；T_S2阶段的三元谐振槽升压变换模块的输出电压范围为500～1500V，此阶段定义为中频阶段；T_S3阶段的三元谐振槽升压变换模块的输出电压范围为1500V～2000V，此阶段定义为高频阶段。

3.根据权利要求2所述的一种等离子体推进器脉冲储能模块，其特征在于，三元谐振槽升压变换模块内采用四开关拓扑，其中4个开关管分别为开关管S₁～S₄，其中，开关管S₁、S₂位于同一功率支路，开关管S₃、S₄位于另外一个功率支路；开关管S₁、S₄组成开关管组S_1.4，开关管S₂、S₃组成开关管组S_2.3。

4.根据权利要求3所述的一种等离子体推进器脉冲储能模块，其特征在于，在T_S1阶段，控制开关管组S_1.4和S_2.3交替导通；开关管驱动逻辑执行模块发送的开关驱动信号控制开关管组S_1.4和S_2.3的驱动信号工作在最低工作频率，同时在正弦电流i_r过零时进行开关管组S_1.4和S_2.3的开关信号切换；

在T_S2阶段，开关管驱动逻辑执行模块发送的开关驱动信号控制开关管组S_1.4和S_2.3的驱动信号的频率不断提高，跟踪正弦电流i_r过零时刻，实现开关管零电流开关；

在T_S3阶段，开关管驱动逻辑执行模块发送的开关驱动信号控制开关管组S_1.4和S_2.3的驱动信号工作在最高工作频率，以跟踪正弦电流i_r的过零点。