航天器DC-DC变换器的过压保护电路设计

　　基于PWM的输出限压保护电路

　　脉宽调制型DC-DC变换器的输出稳压通过如下方式实现：输出电压采样值和基准电压值比较后产生误差信号Ve和锯齿波进行比较后产生一定占空比的方波驱动信号控制功率MOSFET管的导通，实现闭环反馈稳压输出。因此通过控制PWM误差放大器的输出电平就可以控制输出电压值，该电路就是基于这种原理设计的，电路见图3。电路基本工作原理如下：当DC-DC变换器工作于正常闭环状态时，PWM误差放大器工作在线性放大区，其输出电平取决于输入信号电平和放大器的增益。图3中的三极管V2工作在截至区，图3所示的过压保护电路不影响正常DC-DC变换器的正常闭环特性。当DC-DC变换器工作于开环状态时，误差放大器工作在饱和区。由于误差放大器不是理想运放，因此输出电阻不为零，因此将其简化为一个含内阻的电压源。三极管V2工作在线性放大区，可以将其简化为受控可变电阻，因此图3可以简化为图4所示的等效电路。当输出电压升高后，过压采样信号升高，导致I b增大，使得V2的Ic增大，由于误差放大器内阻的存在，使误差放大器的输出电压Ve降低，这样就使PWM的方波驱动信号变窄，使输出电压降低，最终稳定在某一个电压值上。

　　笔者用Saber-2005仿真软件对这一应用电路进行了仿真分析，仿真电路见图5。该电路是一个12V输出的反激变换器，PWM采用电流型脉宽调制器UC1845。