[发明专利]一种基于功率MOS的电压钳位电路和系统

说明书

本发明公开了一种基于功率MOS的电压钳位电路和系统，该电压钳位电路包括：隔离二极管D5、MOS管Q3和控制电路；隔离二极管D5和MOS管Q3串联；控制电路与串联后的隔离二极管D5和MOS管Q3，并联接入网络A和网络B；其中，控制电路的高端接网络A，控制电路的低端接网络B；隔离二极管D5的阳极接网络A，MOS管Q3的S极接网络B。本发明解决了瞬态二极管无法承受霍尔电推进点火过程中的能量冲击而烧毁的问题。

技术领域

本发明属于霍尔电推进系统技术领域，尤其涉及一种基于功率MOS的电压钳位电路和系统。

背景技术

在霍尔电推进系统中，因电源处理单元(PPU)输出为高电压，为了保证整星安全，PPU输出高压地与星体必须进行隔离；同时为了避免PPU高压地相对整星星体因浮地产生空间电荷积累而危害整星安全，通常要求在高压地与结构地(星体地)设置钳位电路。

为了实现钳位，常规做法是采用瞬态抑制二极管实现，当高压地相对星体地浮动电压积累到设定的钳位电压点，则钳位二极管在短时间快速对积累的电荷进行放电，保证高压产品和星体安全。

但对电推进系统而言，在PPU与推力器点火瞬间推力器喷射出的高能离子可能出现非电中和工况，导致真空舱体与高压地之间出现电压高达200V、电流数十安培、持续时间数百ms的电流，导致瞬态抑制二极管无法承受瞬时冲击而烧毁。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于功率MOS的电压钳位电路和系统，旨在解决瞬态二极管无法承受霍尔电推进点火过程中的能量冲击而烧毁的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于功率MOS的电压钳位电路，包括：隔离二极管D5、MOS管Q3和控制电路；

隔离二极管D5和MOS管Q3串联；其中，隔离二极管D5的阴极接MOS管Q3的D极；

控制电路与串联后的隔离二极管D5和MOS管Q3，并联接入网络A和网络B；其中，控制电路的高端接网络A，低端接网络B；隔离二极管D5的阳极接网络A，MOS管Q3的S极接网络B。

在上述基于功率MOS的电压钳位电路中，控制电路，用于根据被钳位网络的电压信号，控制MOS管Q3的接通与断开，以实现钳位。

在上述基于功率MOS的电压钳位电路中，控制电路，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、稳压二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3、二极管D4、三极管Q1和三极管Q2；

二极管D4为控制电路的高端，二极管D4的阴极分别连接稳压二极管D1的阴极、电阻R3的一端、电阻R4的一端；

稳压二极管D1的阳极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、二极管D2的阴极、三极管Q1的基极；

电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极；

电阻R4的另一端、稳压二极管D3的阴极、三极管Q2的漏极、电阻R5的一端连接控制电路的控制端；

稳压二极管D3的阳极连接二极管D2的阳极；

电阻R2的另一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极、电阻R5的另一端连接控制电路的低端。

在上述基于功率MOS的电压钳位电路中，控制电路在根据被钳位网络的电压信号，控制MOS管Q3的接通与断开，以实现钳位时，包括：