基于電熱仿真的固態(tài)功率控制器設計與實現.pdf

1、目前，航天飛行器正朝著多電化和全電化的趨勢發(fā)展，其機載設備的數量隨之增多，整個飛行器的功率等級也不斷提升，這對飛機配電系統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、自動化程度高等優(yōu)勢正逐漸取代傳統的常規(guī)與遙控配電方式。固態(tài)功率控制器（Solid State Power Controller,簡稱SSPC）是固態(tài)配電系統的關鍵元器件，對其分析、設計及實現方法進行研究具有重要實際意義。本文對SSPC的動態(tài)開關過程進行研究，建立

2、其電學行為模型，基于熱學仿真及理論計算對開關過程功率損耗進行分析，在此基礎上完成SSPC的軟硬件設計與功能實驗測試。主要工作如下：
　　首先，基于行為模型研究SSPC的動態(tài)開關過程。依據SSPC的原理結構，基于Saber軟件建立SSPC動態(tài)開關過程的電學行為模型，從理論和仿真兩個角度分析其帶阻性、容性以及感性負載時開關過程中的參數變化，研究浪涌電流與瞬態(tài)電壓對SSPC帶載能力的影響，從而得到合理的設計參數，為后續(xù)SSPC的設計與實

3、現奠定基礎。另外，基于PSIM建立完整的數字仿真模型，可為大型配電系統的集成仿真提供依據。
　　其次，為避免浪涌電流引起過溫失效，對SSPC功率開關管穩(wěn)態(tài)過程及開通過程的損耗進行分析?；赟aber軟件建立功率開關管的穩(wěn)態(tài)熱路模型以及開通過程中的瞬態(tài)熱路模型，仿真得到功率開關管的結溫，并與熱路理論計算結果進行對比驗證，保證其在合理溫升范圍內。另外，應用ANSYS有限元分析軟件對功率開關管進行瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)熱分析，進一步驗證熱路分析結果