導彈綜合測試系統的程控電源設計研究

1導彈測試系統電源需求分析

程控電源是導彈綜合測試系統的其中一個組合，用于提供測試導彈所需的各種直流穩壓電源，此外還具有輸出電壓實時監測、過壓、過流自動保護等功能。該組合由插在標準100母線板上的八塊線路板組成，其中包括－40V/－43V電源板、＋24V連續可調電源板、＋20V/＋22V電源板、－20V電源板、＋5V/－80V電源板、電源檢測與切換板、前轉接板及后轉接板組成。

程控電源原理框圖如圖1所示，工控機通過PCL812PG數據采集卡數字I/O通道切換電源的輸出電壓，利用D/A輸出調節PWM的比較電壓以控制輸出電壓的連續變化，通過A/D通道實時監視電源的輸出。

圖1 程控電源原理框圖

2電源主體設計

＋20V/＋22V電源原理如圖2所示。

圖2＋20V/＋22V開關電源原理圖

（1）輸入電路220V/50Hz的市電經變壓器后輸入30V交流，再經全波整流和電解電容E2、E3濾波后送入開關電路。E2、E3取2200μF，其并聯使用降低了濾波電容的ESR值。

（2）開關電路電路設計中采用串聯型開關穩壓電源，脈沖寬度調制器為SG3524，功率開關器件為2N6277，電路設有過壓過流保護電路，當電源輸出過壓、過流時，自動切斷電路的直流輸入，從而達到保護電路的目的。開關電路的工作頻率為：

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

（3）輸出電路由電感L1和電解電容E5、E8組成濾波電路，R5為模擬負載。輸出濾波電容的選擇十分重要，為了滿足最小輸出紋波和輸出電流要求，電容的ESRmax=ΔVout/ΔIout，ΔVout為紋波幅度，ΔIout為電流設計要求的1/4，為此，E8選用CD28型四端電容，可以滿足5A電流輸出，紋波小于10mV的設計要求。

3電源切換電路

程控電源在工控機的控制下，依據被測對象的不同，切換和產生被測對象所需的電源電壓，并能通過工控機對程控電源組合進行自檢和監測。

由于＋20V/＋22V二種電源相差較小，所以利用同一電源主體電路，通過切換不同的基準電壓改變電源的輸出。電路還通過工控機控制碼P2改變電源的比較基準電壓，達到同一個電路輸出兩個不同電壓(＋20V和＋22V)的目的。控制碼P0用以控制調寬脈沖的輸出，從而控制開關穩壓電源是否工作。當P2為高電平時，OC2不導通，將W4調整到1.76kΩ，輸出電壓Vout==22V；當P2為低電平時，OC2導通，W3、R23與R21、R20并聯，計算可得W3＋R23=2.4×(R21＋R20)=17.52k，將W3調整到3.5kΩ左右即可得到輸出電壓為20V。