导弹综合测试系统的程控电源设计
导弹综合测试系统的程控电源设计
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pcl?812pg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。
2电源主体设计
＋20v/＋22v电源原理如图2所示。
（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
图1程控电源原理框图
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
图2＋20v/＋22v开关电源原理图
图3＋24v计算机控制电路原理图
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。 4程控连续可调电源电压控制 测试系统中需要由24v到0v连续可调的电源，控制电路如图3所示，电源主体同图2，为了得到计算机控制的连续可调电压输出，工控机中安装了pcl?812pg卡，提供16路数字输入、16路数字输出、16路a/d、2路d/a，将d/a输出接到图3的d/a控制端，d/a输出电压范围为0～5v，当d/a输出为0v时，电源输出也为0v；当d/a输出为5v时，电源输出vout=5×r20/(r21＋r20)×(r3＋r4)/r4=27.3v，输出电压范围满足设计要求。 测试时，工控机首先控制d/a输出5v电压（对于12位的pcl?812pg卡d/a通道寄存器赋值为4095），测试导弹参数是否合格，如不合格则控制d/a通道输出下降12mv，对应电源输出下降97mv，小于0.1v，满足测试要求。 5结语 程控电源是测控系统的基本组成部分之一，上述电源电路已在多个系统中应用。在实际应用中得到以下经验： （1）选用正向导通电压低、反向恢复时间快的肖特基二极管mbr20100作续流二极管，提高了电源的效率。实际测试比采用快速恢复二极管提高效率达10％以上； （2）在储能电感线圈的磁芯上再绕一个附加线圈，使开关器件的饱合压降明显减小，从而使导通损耗减小，效率提高。试验表明效率可提高3％～5％； （3）电源检测电路采用高精密电阻，提高了工控机检测电压的准确性。
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