【摘 要】
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脉冲等离子体推进器具有较高的比冲和效率,在卫星的位置保持和姿态控制中得到广泛应用.脉冲等离子体推进器作为小卫星的动力源,要求其电源系统效率高、体积小、可靠性高.推进
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脉冲等离子体推进器具有较高的比冲和效率,在卫星的位置保持和姿态控制中得到广泛应用.脉冲等离子体推进器作为小卫星的动力源,要求其电源系统效率高、体积小、可靠性高.推进器的放电电源工作时,负载在空载和满载之间不断切换,输出电流和电压变化很大,可能影响发动机的效率和比冲,甚至会导致发动机熄火.为了满足该推进器对放电电源的要求,该文提出了一种双单端正激零电压转换电源来提供放电电压,并进行了理论研究、仿真分析和实验验证.脉冲等离子体推进器放电电源的输入电压和负载的变化较大,要求其输入调整率和负载调整率较小.该文通过对正激式零电压转换变换器运行机理的分析和最佳参数计算,证明了该变换器具有在较宽的线电压和负载范围内完成软开关的功能,从而降低了系统的损耗,提高了系统的稳定性.脉冲等离子体推进器放电电源电压的变比很大,实现起来比较困难.由于输入电流较大,为了减小功率管上的压降,同时提高正激式零电压转换变换器的占空比,该文通过对单端正激、双单端正激变换器的比较,提出了一种双单端正激零电压转换变换器.双单端正激零电压转换变换器的电路拓扑比较复杂,必须采用特殊的控制方案.为了满足该变换器对控制的要求,该文提出采用互补控制来获得两个功率模块之间的时间延迟,采用可反复触发的高频振荡器来设定辅助开关管的输出脉宽及主、辅助开关之间的时间延迟.此外,该文还建立了双单端正激零电压转换变换器的动态小信号模型并依此对系统的稳定性作了分析,进而设计了系统的补偿网络.该文用ORCAD9.2对主电路进行了仿真,确定了电路的主要参数,同时证明所选方案具有切实的可行性.作者还建立了一个200W的实验装置,所得到的实验结果也有力地证明了方案选择和理论分析的正确性.
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