[发明专利]一种空间电源推挽电路及开关管故障诊断和容错方法

权利要求书

1.一种空间电源推挽电路，包括Buck预稳压电路、含硬件重构功能的推挽隔离电路，以及后级非隔离精密稳压电路；

所述的Buck预稳压电路包括开关管Q1，电感L1和二极管D1，同时去掉了后级输出电容；

所述的含硬件重构功能的推挽隔离电路包括功率开关管Q2和Q3，变压器T1和整流二极管D2和D3，并去掉了次级电感；其中功率开关管Q2和Q3采用固定占空比轻微重叠导通驱动，占空为51％。

2.一种空间电源推挽电路进行故障诊断的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：通过同步采样分别获得推挽电路两路功率开关管和冗余开关管的漏源电压V_DS和漏极电流I_D，共计8个电压信号和4个电流信号；

步骤2：信号采样频率优选设置为100倍的开关管开关频率，将步骤1中在一个开关周期内取得的100个信号采样数值传输到FPGA控制芯片中；

步骤3：分别判断步骤2中得到的电压电流采样值是否大于设定电压阈值V_{DS_REF}和电流阈值I_{D_REF}；

步骤4：将PWM驱动信号的边沿触发信号，作为计数脉冲信号Trig；脉冲信号Trig重置为0时，对流过开关管的电流信号I_D低于设定阈值I_{D_REF}的次数进行累加得到N₁，当Trig信号置1时判断N₁是否大于故障阈值N_OCF并重置Nc为0；同理对开关管的漏源电压V_DS低于设定阈值V_{DS_REF}的次数进行累加得到N₂，当Trig信号置1时判断N₂是否大于故障阈值N_SCF并重置Nc为0；

步骤5：若N₁N_OCF，则可判定当前工作开关管开路；若N₂N_SCF，则可判定当前工作开关管短路，并在计数脉冲信号Trig为1时输出短路或开路故障诊断信号。

3.一种利用权利要求1所述的空间电源推挽电路进行故障容错的方法，其特征在于：初始工作开关管发生开路故障下，步骤如下：

步骤1：初始工作开关管A经故障诊断算法诊断为开路故障时，开关管A的PWM驱动信号切换至开关管C，同时将开关管B的驱动信号置低，开关管D的驱动信号一直置高；

步骤2：在步骤1的基础上，当开关管C发生开路故障，则发送停机信号；当开关管C发生短路故障，则将开关管C的PWM驱动信号切换至开关管D；

步骤3：在步骤2的基础上，当检测到开关管D发生短路和开路故障，则发送停机信号。

4.一种利用权利要求1所述的空间电源推挽电路进行故障容错的方法，其特征在于：初始工作开关管发生短路故障下，步骤如下：

步骤1：初始工作开关管A经故障诊断算法诊断为短路故障时，开关管A的PWM驱动信号切换至开关管C，同时将开关管B的驱动信号置低，开关管D的驱动信号一直置高；

步骤2：在步骤1的基础上，当开关管C发生短路或开路故障，则将开关管C的PWM驱动信号切换至开关管B，同时将开关管A的驱动信号置高，开关管D的驱动信号一直置低；

步骤3：在步骤2的基础上，当检测到开关管B发生短路和开路故障，在开关管C为开路情况下则发送停机信号；在开关管C为短路情况下，若开关管B短路则发送停机信号，若开关管B开路则PWM驱动信号切换至开关管D；

步骤4：在步骤3的基础上，当检测到开关管D发生短路和开路故障，则发送停机信号。