电子产品世界

加速电源同样选择了电漉型PWM控制器和铁氧体罐形磁芯。此外，加速电源还要求能提供100～500 mA的启动及故障恢复时的瞬态电流。这种状态主要是由于推力器在点火引出束流及故障恢复过程中出现的电子反流产生的较大电流。加速电源可以通过大容量的输出电容提供这种瞬态大电流的输出要求。
加速电源为稳压控制方式，稳压反馈控制电路是在电源的输出端取样电压信号，通过微分放大器比较输出控制信号，反馈到PWM控制器，调整输出电压，保证电压的稳定性。
2．4 遥测电路设计
电源处理单元包括数十个功能电源，其工作状态与电推进系统的工作性能直接相关，从系统性能要求出发，希望得到每个电源的输出电压和电流的模拟遥测值，从而可以在航天器在轨飞行中知道每个各电源的工作参数，进一步得到推力器在轨工作性能。
但是如果要得到每个电源的模拟遥测值，会使产品的设计复杂并且带来体积和重量的增加。所以在实验电路的设计中根据系统的基本要求，模拟遥测输出只设计了屏栅电源的输出电压和电流遥测电路，通过这两路遥测值可以计算得到推力器工作时的推力和比冲。其它必要的遥测为判断推力器是否正常工作的量，其中包括阳极电源和中和器触持极电源的电流遥测，这些遥测量只提供状态判断作用，以表明电源的输出电流值是否超出预定的设定值，用以判断电源工作是否正常。
屏栅电源的模拟遥测量电路设计，通过隔离变压器取样输出电压，经过整流滤波得到0～5 V的电压输出，电流遥测通过电流霍尔传感器取样输出电流，得到遥测电压值。电压遥测和电流遥测值都将通过给定的转换公式，计算得到输出电压和电流值，该计算值与真实值间的误差不大于2％。
阳极单元和中和器触持极电源的电流状态遥测量，可以通过线性度较差的电流互感器取样输出电流信号，经过整流滤波后得到电压信号，该信号被送入控制单元，与预先设定的值进行比较，若低于设定值，表明电源输出电流降低，处于故障状态，此时控制单元将根据设定的程序对电推进系统进行相应的处理控制。

3 电路测试及结果
对电源处理单元实验电路的性能参数主要测试了电源效率和输出电压或电流的稳定度。通过对实验电路的测试得到，所有电源的稳定度，包括负载稳定度和线性稳定度均小于5％。电源的效率都是在输入电压为100 V下测试的，图6、图7给出了主要的屏栅电源和阳极电源效率测试曲线。屏栅电源测试了在不同输出电流下的效率，阳极电源测试了3个输出电流在不同的输出负载电阻下的效率。测试结果表明，当屏栅电源输出电流为0．9 A时效率最高，达到了93．3％，而当输出电流再增大时，效率将减低。阳极电源在输出电流为4 A，负载电阻为8 Ω时效率最高达到89％，当输出电流为5 A时，电路中损耗变大，电源的效率均较低。此外，加速电源是在输出电流为12 mA下测试，其效率只有20％。最终，电源处理单元在输出功率为1 kW时，电源的总效率为90％。

4 结论
随着电推进技术在航天器上的广泛应用，促使了电源处理单元技术的不断发展。由于不同类型的推力器，及推力器功率大小对电源处理单元的要求也各不相同。所以电源处理单元的设计怎么适应多种状态的推力器要求，如何取得更高的转换效率及产品的小型化都是电源处理单元技术发展需要解决的问题。
由于电推进系统的特殊性，电源处理单元的供电负载为推力器，它需要不同功能的多种电源共同组合工作才能保证电推进系统的正常工作。所以一个性能优异，设计简洁的电源处理单元必须在深入分析推力器的特性要求，再结合电源技术的优化和创新应用进行产品整体设计。
目前针对大功率电推进系统电源处理单元的设计，主要采用模块化的设计构架，模块化的设计可以使电源灵活配置为最大或最小的模块数，以满足最大或最小的推力控制要求。电源处理单元是一个复杂的供电设备，不仅由多路功能电源组成，还包括与控制设备连接的接口电路，由此实现电推进系统的加电控制时序要求。结合目前国内外倍受关注的数字电源，可以将数字电源应用到电推进系统电源处理单元的设计中。

关键词： 离子推进系统 推力器 电源处理单元 验证