6.8.1 开关电源
分散式二次电源系统是相对于集中供电而言的，卫星系统大多采用分散供电。实现从单一28 V总线给所有分系统供电，而不需要为每种电压贯穿整星系统进行重复布线。除了节省重量和空间之外，这种结构还易于设计和升级各个独立的分系统，而无须改变整个系统的布线。使用DC/DC变换器能够提供稳定的输出电压，而不受输入电压和负载波动的影响，这对于许多灵敏的分系统是一个重要的特点。
对于星载嵌入式计算机电源系统来说，分散供电设计总的原则是简单明了，但是当电源从集中位置移到应用点的时候，要解决两个重要问题：①噪声。当多个开关电源放在一个系统里的时候，从变换器本身产生的传导和反射纹波需要测量和控制。②散热。当电源被压缩到很小、机壳安装到单机上时，必须保证能将变换器工作过程中产生的热量散发出去。在考虑基本的噪声与散热以外，还要遵循诸多设计准则。包括如下：
（1）功率降额原则和壳温限制。DC/DC模块的失效率与内部芯片的结温密切相关，结温与壳温的差取决于模块的耗散功率。可做如下粗略估计：在允许的结温范围内，每降低15℃，工作寿命可延长1倍。当变换器结构确定的情况下，降低结温的措施包括限制壳温和降低自身功耗。
为尽可能降低壳温，应进行良好的散热，并应对散热的效果进行试验验证。对空间长寿命运用场合，建议在真空40℃环境下，将变换器壳温控制在60℃以内。
为了降低自身功耗，应对输出功率进行适度降额。建议将最大输出功率控制在额定输出功率的60%左右，随着降额系数的进一步减小，因效率降低，故功耗降低不明显。
（2）安装和散热。模块必须加散热器散热，并将散热器与机箱连接。建议尽量将模块安装于机箱壳体上。为便于安装固定和散热，一般应选择有安装凸耳的模块，使模块与散热安装面压紧。安装面应平整光洁，并在模块与安装面之间垫导热硅橡胶片（电绝缘），以消除间隙。对于无安装凸耳的小功率模块，应另外设计附加构件将模块压紧，但压力不能作用于外壳的顶部，应压在模块的边缘。如果必须将模块安装在印制板上时，那么应尽可能靠近印制板的边缘。模块安装面应有足够面积的铜箔，固定压紧、垫导热膜，并通过铜箔再将热量传导到机箱外壳。
（3）外壳的接地处理。变换器内部电路与外壳之间用陶瓷基板绝缘，由于分布电容，在模块外壳上存在较大的共模噪声。如将模块外壳地与部件机箱相连，此共模噪声可能影响部件正常工作；外壳若与部件机箱隔离，可能积累静电导致真空放电，不利于电磁屏蔽。因而，模块外壳地的连接问题应根据具体情况通过试验妥善解决。
（4）输入与输出滤波。当规定设备的电磁兼容性须满足GJB151.3传导发射CE03和辐射发射RE02要求时，应在DC/DC模块输入端加EMI滤波器。当输入一次电源存在大的瞬态干扰时，可选用带瞬态抑制功能的EMI滤波器。EMI滤波器应尽量靠近变换器模块，用尽可能短、尽可能宽的导体把变换器与滤波器的外壳连接在一起。
当自行设计EMI滤波器或选用其他厂家的滤波器时，应注意与DC/DC变换器的输入阻抗相匹配，否则，因变换器的负输入阻抗特性可能导致系统振荡，甚至可能会引起PWM变换器的损坏。多个模块一般可共用一个输入EMI滤波器，其额定电流应大于各模块最大输入电流的总和，并留有足够的裕量。
（5）输出负载及保护。最大输出负载不应超过额定负载的70%；在多输出模块中，最小输出负载应根据交叉调整率要求及各路实际负载比例决定。模块本身都具有过载及短路保护功能，在低于额定壳温情况下工作时，可保持长时间短路状态。但在超过最大壳温时，不再保持这一特性。一般情况下，输出短路时间不宜过长。MHF+和MHV输出模块由于采用峰值电流保护，短路功耗较大，温度上升较快，使用时应予注意。
（6）输入电压范围。最高电压应不大于最大额定值的80%，最低电压应不小于最小额定值的1.2倍。如对输入电压范围为16～40 V的模块，其最高输入电压应不大于32 V，最低电压应不小于19.2 V。DC/DC变换器不允许输入电压反向；如果输入反向电压，就可能产生反向过流损坏。用户可根据实际情况在输入母线正端增加二极管保护电路。
（7）同步与禁止功能。当设备中使用多个DC/DC变换器时，由于它们工作频率的差异，可能产生差拍噪声。由于该噪声频率较低，一般很难滤除，有时可能干扰敏感部件的工作。这时，可以利用变换器的同步功能实现多个变换器的同步运行。几乎所有的DC/DC变换器都具有禁止功能。在禁止状态下，由禁止信号关断内部偏置电源，从而实现不断开输入电源线而关断变换器。美国Interpoint公司除MFL（65 W单输出模式）型变换器具有相对于输出地的禁止功能外，其余所有变换器的禁止功能都是相对于输入地的。在禁止状态下，模块的静止电流小于负载开路时的工作电流。在使用禁止功能时应注意，加在禁止端的电压应处于高电平或低电平，不允许处于中间值（如MFL不应处于1.5～10.5 V）。禁止端不用时应处于悬空状态，不必特殊处理。
（8）串联和并联使用。一般情况下，应选择输出电压和输出电流合适的变换器，而不要采用输出串、并联的方法进行扩展。此外，能够进行串并联使用的只有少数变换器模块。
双路平衡输出的变换器可以将正负输出串联，电压提高1倍，额定电流仍保持单路的数值。在这种工作模式下，负输出端即为电路的二次地，应保证模块外壳与二次地隔离。
Interpoint公司的DC/DC模块中只有MFL可以并联，可以使输出能力扩展到148 W。具体连接方式请参见其产品手册。
（9）启动时间和动态响应。对于28 V输入的模块，最低启动电压（PWM开始控制）为11～15 V，此时的输入电流将是28 V时额定值的2.5倍，也随着电压的上升而下降。因此，在使用限流电源的地方要特别当心，必须能提供启动电流，否则可能会中止启动，并导致模块损坏。模块上电时输入电压从0 V上升到正常值的时间不能过长，否则可能产生振荡甚至损坏，所以不能在连线状态下手动调节输入电压的上升。DC/DC变换器具有软启动特性，在接通一次电源或取消禁止功能后，有5～20 ms的启动时间，在计算机应用多个模块的逻辑电路中，应注意由此可能引起的时序混乱问题。随着负载的快速变化，变换器输出电压会有一个波动过程，即动态响应。一般来说模块输出端都具有LC滤波电路，用户可以通过在输出端增加电容的办法来改善动态响应。