一种宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.006

电器与能效管理技术 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (7): 36-41.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.006

一种宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计

杨正男¹^,², 胡梅¹, 欧长江¹, 郝振宇¹

1.中国电子科技集团公司第四十三研究所, 安徽合肥 230088
2.微系统安徽省重点实验室, 安徽合肥 230088

收稿日期:2023-05-15 出版日期:2023-07-30 发布日期:2023-09-20
作者简介:杨正男(1986—),男,高级工程师,主要从事厚膜混合集成抗辐射电源研究。|胡梅(1993—),女,工程师,主要从事厚膜混合集成抗辐射电源研究。|欧长江(1991—),男,工程师,主要从事厚膜混合集成抗辐射电源研究。

Design of an Anti-Radiation POL Power Supply with Wide Voltage Input and Dual-Channel Output

YANG Zhengnan¹^,², HU Mei¹, OU Changjiang¹, HAO Zhenyu¹

1. The 43rd Research Institute of CETC, Hefei 230088, China
2. Anhui Province Key Laboratory of Microsystem, Hefei 230088, China

Received:2023-05-15 Online:2023-07-30 Published:2023-09-20

摘要/Abstract

摘要：

针对卫星装备的小型化、整机系统的轻量化需求,提出一种4.5~16 V宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计方案。首先,根据电源指标要求进行电路拓扑结构设计;其次,提出了抗辐射指标的解决方案;最后,对工艺设计难点进行研究攻关。经仿真和样机验证,所设计的电源具有体积小、重量轻、功率密度高等优点,可为宇航用电子装备系统提供小型化、轻量化的三次电源解决方案。

关键词: 宽电压输入, 抗辐射POL电源, 微型化, 轻量化

Abstract:

Aiming at the requirements of miniaturization of satellite equipment and lightweight of the whole system,a design scheme of anti radiation POL power supply with 4.5~16 V wide voltage input and dual-channel output is proposed.Firstly,the topology structure of the circuit is designed according to the requirements of the power supply index.Secondly,the solution of anti-radiation index is proposed.Finally,the difficulties of process design are studied and solved.The proposed power supply is realized by simulation and prototype verification.It has the advantages of small volume,light weight and high power density and so on,which can provide miniaturized and lightweight tertiary power supply solutions for aerospace electronic equipment systems.

Key words: wide voltage input, anti-radiation POL power supply, miniaturization, lightweight

中图分类号:

TM46

杨正男, 胡梅, 欧长江, 郝振宇. 一种宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(7): 36-41.

YANG Zhengnan, HU Mei, OU Changjiang, HAO Zhenyu. Design of an Anti-Radiation POL Power Supply with Wide Voltage Input and Dual-Channel Output[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2023, 0(7): 36-41.

图/表 17

表1

图1

图2

图3

图4

图5

表2

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

表3

表4

表5

特性	主要技术指标
输入电压范围/V	4.5~16
双路输出电压/V	0.6~1.8
双路输出电流/A	18
负载调整率/%	≤0.75
启动延迟/ms	≤10
启动过冲/mV	≤20
稳态总剂量/[krad(Si)]	≥100
单粒子烧毁/(MeV·cm²·mg^-1)	≥75
工作温度范围/℃	-55~+125

材料名称	密度/ (kg·m^-3)	泊松比	杨氏模量/GPa	热膨胀系数/ (10^-6 K)	导热率/ [W· (m·K)^-1]	抗拉强度/ MPa
Cu	8 920	0.32	95	17.6	397	220
SnPb	7 440	0.36	43	21.0	40	50
ALN	3 340	0.22	320	4.6	180	310

实验项目	GJB 548 C—2021
实验项目	方法	条件
温度循环	1010	条件C,-65~150 ℃, 循环次数为100次, t₁=(30±1) min,t₂≤1 min
机械冲击	2002	1 500 g,Y1方向
恒定加速度	2001	5 000 g,Y1方向
随机振动	2026	条件1F
终点电测试	-	合格

实验项目	GJB 548 C—2021
实验项目	方法	条件
稳态寿命	1005	T_C=125 ℃,1 000 h
终点电测试	-	合格

特性	实测指标
输入电压范围/V	4.5 ~16
双路输出电压/V	0.6~1.8
双路输出电流/A	18
负载调整率/%	0.2
启动延迟/ms	5
启动过冲/mV	1
稳态总剂量/[ krad(Si)]	150
单粒子烧毁/(MeV·cm²·mg^-1)	82.4
工作温度范围/℃	-55~+125
质量/g	5.6
功率密度/(W·m^-3)	518

一种宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计

Design of an Anti-Radiation POL Power Supply with Wide Voltage Input and Dual-Channel Output

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