导弹综合测试系统的程控电源设计研究

1导弹测试系统电源需求分析

程控电源是导弹综合测试系统的其中一个组合，用于提供测试导弹所需的各种直流稳压电源，此外还具有输出电压实时监测、过压、过流自动保护等功能。该组合由插在标准100母线板上的八块线路板组成，其中包括－40V/－43V电源板、＋24V连续可调电源板、＋20V/＋22V电源板、－20V电源板、＋5V/－80V电源板、电源检测与切换板、前转接板及后转接板组成。

程控电源原理框图如图1所示，工控机通过PCL812PG数据采集卡数字I/O通道切换电源的输出电压，利用D/A输出调节PWM的比较电压以控制输出电压的连续变化，通过A/D通道实时监视电源的输出。

图1 程控电源原理框图

2电源主体设计

＋20V/＋22V电源原理如图2所示。

图2＋20V/＋22V开关电源原理图

（1）输入电路220V/50Hz的市电经变压器后输入30V交流，再经全波整流和电解电容E2、E3滤波后送入开关电路。E2、E3取2200μF，其并联使用降低了滤波电容的ESR值。

（2）开关电路电路设计中采用串联型开关稳压电源，脉冲宽度调制器为SG3524，功率开关器件为2N6277，电路设有过压过流保护电路，当电源输出过压、过流时，自动切断电路的直流输入，从而达到保护电路的目的。开关电路的工作频率为：

f=1/C9·R17=1/(0.01×10－6×5.1×103)≈20kHz

（3）输出电路由电感L1和电解电容E5、E8组成滤波电路，R5为模拟负载。输出滤波电容的选择十分重要，为了满足最小输出纹波和输出电流要求，电容的ESRmax=ΔVout/ΔIout，ΔVout为纹波幅度，ΔIout为电流设计要求的1/4，为此，E8选用CD28型四端电容，可以满足5A电流输出，纹波小于10mV的设计要求。

3电源切换电路

程控电源在工控机的控制下，依据被测对象的不同，切换和产生被测对象所需的电源电压，并能通过工控机对程控电源组合进行自检和监测。

由于＋20V/＋22V二种电源相差较小，所以利用同一电源主体电路，通过切换不同的基准电压改变电源的输出。电路还通过工控机控制码P2改变电源的比较基准电压，达到同一个电路输出两个不同电压(＋20V和＋22V)的目的。控制码P0用以控制调宽脉冲的输出，从而控制开关稳压电源是否工作。当P2为高电平时，OC2不导通，将W4调整到1.76kΩ，输出电压Vout==22V；当P2为低电平时，OC2导通，W3、R23与R21、R20并联，计算可得W3＋R23=2.4×(R21＋R20)=17.52k，将W3调整到3.5kΩ左右即可得到输出电压为20V。