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基于DC—DC变换器的发射控制系统二次

电源设计

作者：曾辉奚国权梁巍

来源：《中国新通信》2015年第04期

发射控制系统介于载机和导弹之间，主要完成载机和导弹的信息交联、导弹的供电以及发

射等控制功能，是空空导弹系统的重要组成部分。发射控制系统二次电源设计目的是通过电压

变换，将载机提供的电源转换为供发射控制系统及导弹使用的工作电源，其稳定性、可靠性及

质量优劣直接决定着发射控制系统工作的可靠性及战术性能的实现，最终决定着导弹发射的成

败。

DC-DC变换器以其体积小、可靠性好以及效率高等优点，在发射控制系统二次电源设计

中得到了越来越广泛的应用[1]。但DC-DC变换器在工作过程中，会产生开关噪声、传导及辐

射干扰，对系统的正常工作构成较大的威胁，因此，对DC-DC在发射控制系统二次电源中的

应用电路进行研究，对于设计高品质的二次电源具有重要的意义。

一、DC-DC简介

DC-DC变换器是开关电源中一种常用的电压变换方式，其基本原理是：由内部集成电路

控制产生电源内的所有控制信号，并在电源初级形成振荡，然后通过变压器将能量由初级传递

到次级，在次级进行整流滤波输出并反馈回控制电路，以此来控制初级开关管的接通时间，实

现电压调整。

不过，开关电源变换器在工作时都会产生开关噪声，其开关频率在几十到几百kHz之间，

电源输入线路中会引入发射开关噪声及其高次谐波，处理不好将会对整个系统的工作信号造成

干扰。所以在使用DC-DC二次电源转换模块之前，需要设计合适的电源输入电路，并对设计

完成的电源进行精密的测试。

二、二次电源工作原理

目前，发射控制系统中二次电源的供电输入普遍采用载机提供+28V直流供电，而其输出

供电则取决于发射控制系统的实际用电需求，主要有±15V、+5V等类型。基于DC-DC转换器

的二次电源主要由输入滤波、尖峰抑制、浪涌抑制、瞬断储能、DC-DC转换以及输出滤波等

电路组成，其功能框图如图1所示。

载机提供的+28V直流供电，符合GJB181（A）的相关要求。输入滤波一方面防止载机供

电电源的噪声干扰进入电源系统，另一方面限制二次电源本身的噪声通过导线馈入载机供电系

统[2]。尖峰抑制主要是为了抑制供电线路中的电压尖峰，确保系统不受损坏。浪涌抑制是为

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了满足GJB181（A）中过压浪涌和欠压浪涌的要求，确保发射控制系统在过压浪涌后不发生

损坏，在欠压浪涌时不中断工作。瞬断储能是为了满足GJB181（A）中有关瞬断的要求，确

保系统在瞬时掉电时不会发生计算机复位及输出异常等现象。DC-DC转换主要完成电压转换

及输入输出隔离。滤波主要是限制DC-DC产生的噪声干扰等对系统的影响，提供输出电源的

品质。

三、二次电源设计

输入滤波电路3.1

在载机提供的+28V直流供电中存在一定的共模和差模噪声，同时，DC-DC工作过程中，

高频开关转换电路、整流二极管等也会产生较大的谐波干扰。输入滤波电路主要由电感和电容

组成，对干扰和噪声进行抑制，其电路如图2所示。

和L1L2是单扼流圈，电感选取10～600mH，电容C1选取0.047～1uF，L1、L2和C1共

同作用滤除系统中的差模干扰；L3和L4是两个共模线圈，电感选取10mH～40mH，电容C2

和C3选取1uF～5uF，L3、L4和C2、C3共同作用滤除系统中的共模干扰。

尖峰3.2抑制电路

载机供电系统在接通或关断感性负载时，供电线路上会产生高压尖峰脉冲干扰，其持续时

间短，一般为微秒级，但电压较高，对直流电路危害较大。GJB181（A）中要求用电设备应能

承受直流电源线上600V/10us的正、负极性的尖峰信号。抑制尖峰电压最好的措施是在供电线

路两端并入瞬态电压抑制器（TVS管），当其两端受到反向瞬态高能量冲击时，能以ns级的

速度将两极间的高阻抗变为电阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个

较低的预定值，从而有效地保护电路中的元器件。实际使用中，可以采用多只TVS管并联的

方式来提高尖峰抑制的效果。

浪涌抑制电路