设计应用

宇航用大功率交错并联Buck变换器设计与实现

作者：吴临玉，康端刚，王旭升
发布日期：2026-04-15
来源：电子技术应用

引言

随着空间低温制冷技术的提升，卫星载荷的功率正在不断增加，这使得DC-DC变换器在效率和体积方面面临更高的要求[1]。现有的DC-DC变换器已经难以满足未来宇航任务的需求，因此，效率和体积的持续提升[2]，成为未来宇航用DC-DC变换器发展的必然趋势。

在高功率DC-DC变换器中，Buck变换器以其结构简洁和输入电压范围广而著称。通过精心设计的环路，它能在较宽频带内实现低输出阻抗，从而满足动态响应过程中对电压稳定度的严格需求。针对大电流输出，Buck变换器可便捷地拓展为多相交错并联结构。这种多相并联设计能有效抵消输入和输出电容上的电流纹波，显著降低对电容容值和ESR的要求。此外，交错并联还能提升功率密度和散热能力，因为功率被分散到多个相位，每个相位的电流更小，从而允许使用更小尺寸的电感和MOS管。同时，热量也被分散到更大面积上，使得散热更为容易[3]。本文基于交错并联Buck变换拓扑，设计了一种输入电压范围70 V~110 V、输出电压42 V、额定功率800 W的DC-DC变换器，并进行了相应的验证试验。验证结果表明，该DC-DC变换器的峰值效率达到95.57%，实现了高可靠和高效率设计目标，验证了理论分析的正确性。


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作者信息：

吴临玉，康端刚，王旭升

（兰州空间技术物理研究所，甘肃 兰州 730000）

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