航天器DC-DC变换器的过压保护电路设计

　　引言

　　在DC-DC变换器设计时要考虑对用电负载的保护以及因用电负载的失效而对DC-DC变换器的保护。航天器用DC-DC变换器由于其高可靠、不可维修的特殊要求，因此在设计之初就要开展失效模式及影响分析的工作，即考虑组成DC-DC变换器的所有部件、元器件可能发生的各种故障对DC-DC变换器的影响，以及设计中相应的纠正措施，以保证不会造成灾难性的后果。

　　电子线路类负载对电源的稳定性要求一般不超过电源电压的1%，在极端情况下不超过5%，机电类负载对电源的稳定性要求相对较宽。为了保证用电设备的安全及可靠运行，要针对电路中元器件及线路要素的各种失效模式设计过压保护电路。过压失效模式的分析中不考虑无关的双重故障，即认为两个无关电路的不同元器件同时失效为极小概率事件。

　　二次电源过压失效模式分析

　　DC-DC变换器是一个闭环反馈系统，对于不同电路拓扑引起输出过压的故障点不尽相同。例如对于非隔离的Buck变换器，其串联的功率MOSFET管一旦漏源极短路，输入电压会直接串到输出端。又如，采用磁隔离采样加输出二次稳压的多路输出DC-DC变换器，用于二次稳压的三端稳压器输入输出短路，也会导致输出过压。再如对于多路输出的DC-DC变换器，由于交叉调整率差会带来某路输出电压升高。

　　对于一般单输出隔离式的DC-DC变换器，可能引起输出过压的失效模式见表1。