基于電熱仿真的固態(tài)功率控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，航天飛行器正朝著多電化和全電化的趨勢(shì)發(fā)展，其機(jī)載設(shè)備的數(shù)量隨之增多，整個(gè)飛行器的功率等級(jí)也不斷提升，這對(duì)飛機(jī)配電系統(tǒng)性能提出了更高的要求。而固態(tài)配電方式因其重量輕、體積小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)正逐漸取代傳統(tǒng)的常規(guī)與遙控配電方式。固態(tài)功率控制器（Solid State Power Controller,簡(jiǎn)稱(chēng)SSPC）是固態(tài)配電系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件，對(duì)其分析、設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究具有重要實(shí)際意義。本文對(duì)SSPC的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)過(guò)程進(jìn)行研究，建立

2、其電學(xué)行為模型，基于熱學(xué)仿真及理論計(jì)算對(duì)開(kāi)關(guān)過(guò)程功率損耗進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上完成SSPC的軟硬件設(shè)計(jì)與功能實(shí)驗(yàn)測(cè)試。主要工作如下：
　　首先，基于行為模型研究SSPC的動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)過(guò)程。依據(jù)SSPC的原理結(jié)構(gòu)，基于Saber軟件建立SSPC動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)過(guò)程的電學(xué)行為模型，從理論和仿真兩個(gè)角度分析其帶阻性、容性以及感性負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)過(guò)程中的參數(shù)變化，研究浪涌電流與瞬態(tài)電壓對(duì)SSPC帶載能力的影響，從而得到合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，為后續(xù)SSPC的設(shè)計(jì)與實(shí)

3、現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。另外，基于PSIM建立完整的數(shù)字仿真模型，可為大型配電系統(tǒng)的集成仿真提供依據(jù)。
　　其次，為避免浪涌電流引起過(guò)溫失效，對(duì)SSPC功率開(kāi)關(guān)管穩(wěn)態(tài)過(guò)程及開(kāi)通過(guò)程的損耗進(jìn)行分析?；赟aber軟件建立功率開(kāi)關(guān)管的穩(wěn)態(tài)熱路模型以及開(kāi)通過(guò)程中的瞬態(tài)熱路模型，仿真得到功率開(kāi)關(guān)管的結(jié)溫，并與熱路理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，保證其在合理溫升范圍內(nèi)。另外，應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)熱分析，進(jìn)一步驗(yàn)證熱路分析結(jié)果