一种基于UC1843的单轴激光陀螺反激高压电源的制作方法

本发明涉及激光惯性导航，具体涉及一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源。

背景技术：

1、激光惯导系统的核心组件激光陀螺，具有精度高、启动快、动态范围宽、比例因子线性度好以及对加速度不敏感等优点，已经广泛应用于航空、航天以及航海等领域。

2、激光陀螺是利用环形光路的sagnac效应，即沿顺、逆时针在任意几何闭合光路相对运行两束光的相位差与该闭合光路相对于惯性空间的转动速率成线性关系。两束光由两个阳极与阴极(或者两个阴极与阳极)的电压压差，促使气体激光器电子发生能量跃迁产生。气体激光器电子发生能量跃迁产生激光的过程如下：首先需要一个较高的阴阳极压差(简称引燃高压)触发或引燃气体激光器；其次电子发生能量跃迁产生激光后，持续输出激光时所需要的阴阳极压差(简称维持高压，远低于引燃高压)。以双阳共阴激光陀螺举例，有两种技术路线实现激光陀螺气体激光器的引燃和维持：方案一，阴极为一固定负电压(维持电压)，阳极为较高正电压(引燃高压)，激光器引燃后关闭阳极引燃高压，只开启维持高压；方案二，阴极为一个电源电压自动调节的电压，开环时产生约-3kv电压引燃气体激光器，引燃后根据负载自动闭环至维持电压。方案二成本低、功耗低、面积小，对方案一有着绝对的优势。

3、激光陀螺高压电源有低功耗、高电压与低电流等三个特性，最适合方案二的电源拓扑结构为反激式高压电源。本发明在方案二和反激式高压电源的基础上，结合激光陀螺本身的特性，全新研制了一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，以解决现有技术中的上述不足之处。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，包括反激高压电源，所述反激高压电源由pwm驱动、隔离启动控制、隔离反馈控制、交流斜坡补偿、rc脉冲吸收、rc低通滤波、桥式倍压整流和高频变压器组成，所述pwm驱动、所述隔离启动控制、所述隔离反馈控制、所述交流斜坡补偿、所述rc脉冲吸收、所述rc低通滤波、所述桥式倍压整流和所述高频变压器相互电性连接，xx_hvon为控制输入信号、xx_hvfb为反馈输入信号，xx_uc_comp信号为受反馈输入信号控制的误差信号。

4、所述pwm驱动由l302、c316、d302、r317、c321、r316、c319、v304、v306、r321、r322、r323、r324组成，所述v304、所述r321、所述r322、所述r323和所述r324电性连接，所述v306与所述v304、所述r321、所述r322、所述r323和所述r324电性连接，所述d302与所述v304、所述r321、所述r322、所述r323和所述r324电性连接，所述c319与所述r316电性连接，所述r316与所述l302电性连接，所述r317与所述c321电性连接。

5、所述r314和所述c319用于决定反激高压电源工作频率，所述r314用于决定pwm波起始的占空比，所述r317和所述c321用于为pwm控制器输入电源低通滤波。

6、所述隔离启动控制由r311、n301、r310、r312和v302组成，所述xx_hvon与xx_uc_comp输出同相，所述r311与所述n301电性连接，所述r310与r312电性连接，所述v302与所述r312和所述n301电性连接。

7、所述隔离反馈控制由r313、c318、n302和r314组成，所述r313和所述c318用于对反馈输入信号进行低通滤波，所述c318与所述n302电性连接，所述r313并联在所述c318与所述n302之间，所述n302与所述r314电性连接。

8、所述交流斜坡补偿主要由v303、c317和r315组成，用于改善pwm控制器在低功耗条件下的次谐波干扰，所述v303串联在所述r316和所述c317之间，且所述v303并联在所述c319与所述r316之间。

9、所述rc脉冲吸收由r319、r320和c324组成，用于吸收反激高压电源开关振铃，所述r319与所述r320电性连接，所述r319与所述r320与所述v306电性连接，所述r319与所述r320与所述c324电性连接，所述c324与所述v306电性连接。

10、所述rc低通滤波主要由r325和c327组成，用于吸收所述r323和所述r324为电流采样电阻上的尖峰干扰，所述r325电性连接在所述v306和所述d302之间，所述c327电性连接在所述r325和所述d302之间。

11、所述桥式倍压整流由v305、v307、c322、c323、c325和c326组成，用于提高低功耗应用下所述反激式高压电源的转换效率，所述v305与所述v307电性连接，所述c325与所述c322电性连接，所述c325和所述c322分别与所述v305和所述v307电性连接，所述c323与所述c326电性连接，所述c323与所述v305之间设置有r318，所述c323和所述c326分别与所述v305和所述v307电性连接。

12、所述高频变压器为t301，用于对能量进行转换，所述高频变压器设置在所述桥式倍压整流和所述rc脉冲吸收之间。

13、在上述技术方案中，本发明提供的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，有益效果为：

14、(1)本发明提供的单轴激光陀螺反激高压电源，电路结构形式极为简单，可以很便捷的实现100％国产化和自主可控原位替代需求，可完全替代现有的单轴激光陀螺反激式高压电源，且单轴激光陀螺控制模块器件数量也未提高，对高精度的激光陀螺国产化和自主可控有着积极地应用价值。

15、(2)本发明提供的单轴激光陀螺反激高压电源，在保持激光陀螺精度不下降的要求下，且保证了该单轴激光陀螺反激高压电源功耗不提高、性能不下降。

16、(3)本发明提供的单轴激光陀螺反激高压电源，可以自适应调节以适配各尺寸激光陀螺的高压电源需求，大大提高了设计复用程度。

技术特征：

1.一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，包括反激高压电源，其特征在于，所述反激高压电源由pwm驱动、隔离启动控制、隔离反馈控制、交流斜坡补偿、rc脉冲吸收、rc低通滤波、桥式倍压整流和高频变压器组成，所述pwm驱动、所述隔离启动控制、所述隔离反馈控制、所述交流斜坡补偿、所述rc脉冲吸收、所述rc低通滤波、所述桥式倍压整流和所述高频变压器相互电性连接，xx_hvon为控制输入信号、xx_hvfb为反馈输入信号，xx_uc_comp信号为受反馈输入信号控制的误差信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述pwm驱动由l302、c316、d302、r317、c321、r316、c319、v304、v306、r321、r322、r323、r324组成，所述v304、所述r321、所述r322、所述r323和所述r324电性连接，所述v306与所述v304、所述r321、所述r322、所述r323和所述r324电性连接，所述d302与所述v304、所述r321、所述r322、所述r323和所述r324电性连接，所述c319与所述r316电性连接，所述r316与所述l302电性连接，所述r317与所述c321电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述r314和所述c319用于决定反激高压电源工作频率，所述r314用于决定pwm波起始的占空比，所述r317和所述c321用于为pwm控制器输入电源低通滤波。

4.根据权利要求1所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述隔离启动控制由r311、n301、r310、r312和v302组成，所述xx_hvon与所述xx_uc_comp输出同相，所述r311与所述n301电性连接，所述r310与r312电性连接，所述v302与所述r312和所述n301电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述隔离反馈控制由r313、c318、n302和r314组成，所述r313和所述c318用于对反馈输入信号进行低通滤波，所述c318与所述n302电性连接，所述r313并联在所述c318与所述n302之间，所述n302与所述r314电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述交流斜坡补偿主要由v303、c317和r315组成，用于改善pwm控制器在低功耗条件下的次谐波干扰，所述v303串联在所述r316和所述c317之间，且所述v303并联在所述c319与所述r316之间。

7.根据权利要求2所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述rc脉冲吸收由r319、r320和c324组成，用于吸收反激高压电源开关振铃，所述r319与所述r320电性连接，所述r319与所述r320与所述v306电性连接，所述r319与所述r320与所述c324电性连接，所述c324与所述v306电性连接。

8.根据权利要求3所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述rc低通滤波主要由r325和c327组成，用于吸收所述r323和所述r324为电流采样电阻上的尖峰干扰，所述r325电性连接在所述v306和所述d302之间，所述c327电性连接在所述r325和所述d302之间。

9.根据权利要求7所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述桥式倍压整流由v305、v307、c322、c323、c325和c326组成，用于提高低功耗应用下所述反激式高压电源的转换效率，所述v305与所述v307电性连接，所述c325与所述c322电性连接，所述c325和所述c322分别与所述v305和所述v307电性连接，所述c323与所述c326电性连接，所述c323与所述v305之间设置有r318，所述c323和所述c326分别与所述v305和所述v307电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于uc1843的单轴激光陀螺反激高压电源，其特征在于，所述高频变压器为t301，用于对能量进行转换，所述高频变压器设置在所述桥式倍压整流和所述rc脉冲吸收之间。

技术总结
本发明公开了一种基于UC1843的单轴激光陀螺反激高压电源，包括反激高压电源，反激高压电源由PWM驱动、隔离启动控制、隔离反馈控制、交流斜坡补偿、RC脉冲吸收、RC低通滤波、桥式倍压整流和高频变压器组成，本发明提供的单轴激光陀螺反激高压电源，电路结构形式极为简单，可以很便捷的实现100％国产化和自主可控原位替代需求，可完全替代现有的单轴激光陀螺反激式高压电源，且单轴激光陀螺控制模块功耗也未提高，对高精度的激光陀螺国产化和自主可控有着积极地应用价值，本发明提供的单轴激光陀螺反激高压电源，可以自适应调节以适配各尺寸激光陀螺的高压电源需求。

技术研发人员：金贝利,杜勇,杨伟新,原鹏,顾逸霏,刘金辉
受保护的技术使用者：中船星惯科技（武汉）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10