Page 107 - 《真空与低温》2026年第1期

104 真空与低温 第 32 卷 第 1 期

关断 G
信号 Q 母线开关MOS管
V sample 触发及 电压
保持 S 保护恢复指令（DICU）
V ref
电路
比较电路 变压器 电磁继电器
隔离电路 电压
保护恢复指令（DICU）
过流保护
状态量
保持及采样 状态量 电磁继电器
DICU
图 6 过流保护电路原理图
Fig. 6 Schematic diagram of overcurrent protection circuit

在电推力器点着后，若阳极副边出现大电流振 电，从而关闭阳极输出电压，阻断大脉冲电流的冲
荡，阳极输出电流上升，副边电流采样电路模块采 击，软件流程如图 8 所示。
集到电流信号达到电流控制阈值，VI 控制环路开
始响应，控制芯片 EA 端电平下降，并降低控制芯 PPU启动
片输出脉宽的占空比，限制 MOS 管的导通时间，最
终达到降低输出功率和降低原边电流的目的。
DICU持续采集
由图 7 可知，该 PPU 的 V/I 过流保护点为 1.5± 阳极电流
0.1 A，短路保护电流为 2～3 A（阳极输出电压小于
否 是 过流被阻断
100 V）。 系统得到保护

阳极电流>设定阈值

输出电压/V 310 DICU发出关断指令
是
280

0 1.1 1.5±0.1 2~3
输出电流/A 阳极输出关断
图 7 PPU 输出 V/I 特性
图 8 PPU 软件保护流程图
Fig. 7 V/I characteristics of PPU output

Fig. 8 PPU software protection flow chart
熔断器保护用于 PPU 原边短路的母线过流保
护，最为常见，但由于不可恢复性，阈值通常设置较 PPU 的软件保护和硬件保护都依赖于选定好
高。控制芯片过流保护适用于电推力器阳极点火瞬 的控制电流阈值，原边一次侧过流保护阈值一般不
间 PPU 原边产生瞬间大电流的情况，过流保护电路 小于额定工作电流的 1.5 倍或 2 A（取其大者），持
适用于整个点火过程，这两种保护措施具有可恢复 续时间不大于 5 ms。这个阈值和推力器的实际表
性，是 PPU 应对过流保护的主要手段。VI 保护用 现相关，需要提前做好同款推力器的试验摸底，找
于电推力器稳定点火阶段因阳极电流异常而导致功率 到最佳的电流大小和脉宽，合理设置。同时，保护
超限的恒功率保护，主要是为了保护 PPU 及推力器 的优先级也有所不同，需要合理设置不同过流保护
的自身安全，由于不能在点火过程中起到过流保护 的优先级，通常来讲，芯片保护的阈值最低，熔断器
作用，须配合过流保护电路或者控制芯片保护使用。 保护的阈值最高，其他可适当灵活调整。
2.3 软件保护 2.4 保护措施对整星应用策略影响分析
PPU 软件保护设计是通过 PPU 内部的数字接 PPU 的硬件和软件保护措施，可以在霍尔推力
口及控制单元（DICU）采集阳极电流，在每个采样 器产生大脉冲电流瞬间，根据过流保护阈值，及时
周期对采集的电压电流值进行判断，电流高于控制 有效切断 PPU 电源，尽量减少大脉冲电流对上下游
阈值时，DICU 发出指令，关闭 PPU 阳极辅助源供 单机的影响，有效保护 PPU、推力器以及整星的安全。