本發(fā)明屬于航空電子技術領域，涉及一種機上電源欠壓或斷電時提高產(chǎn)品儲能能力的可調的升壓維持控制電路。

背景技術：

本發(fā)明屬于航空電子技術領域，對于機載電子產(chǎn)品而言，為了保證飛行器的可靠運行，通常要求機上設備在電源出現(xiàn)短暫欠壓或斷電時均能可靠運行，因此通常機載電子產(chǎn)品都必須具備儲能電路用作掉電保護，以確保在電源出現(xiàn)短時間的斷電時能可靠運行。儲能電路都采用一定數(shù)量的大容量的儲能電容進行儲能，現(xiàn)有設計方法有兩種：一種是直接進行儲能，儲能電容直接掛接在母線上，此時儲能電容的最大儲能電壓隨輸入電源電壓的變化而變化，通常所需電容容量較大，電容能量密度較低，利用率不高；另一種是通過升壓儲能，提高儲能電容的儲能電壓，從而增大儲能容量，減小所需電容容量。而這些儲能電容無論是進口產(chǎn)品還是國產(chǎn)產(chǎn)品，其成本都較高，動輒數(shù)千甚至上萬元，因此對于功耗高的產(chǎn)品通常都采用升壓儲能的方式來減少儲能電路的成本。

現(xiàn)有升壓儲能模塊通常產(chǎn)品功能單一，只能對輸入電源進行升壓儲能，儲能電容的充電電壓和充電電流都不可調節(jié)，其通用性較差，成本也較高；為了保證儲能電路的可靠運行，通常使用升壓儲能模塊的同時還需使用一些外部保護器件，如限流電阻、二極管等。針對這些現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，現(xiàn)提出一種充電電壓、充電電流、開關頻率、電路充放電電壓均可調的，適應性廣的升壓維持控制電路。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有升壓維持模塊功能單一、成本高、通用性差的問題，提供一種充電電壓、充電電流、開關頻率、電路充放電電壓均可調的，適應性廣的升壓維持控制電路。

本發(fā)明采取的技術方案為：一種升壓維持控制電路，包括升壓電路和電容充放電管理電路；外部輸入電源經(jīng)過升壓電路對外部儲能電容進行充電，電容充放電管理電路用于控制外部儲能電容的充放電。

上述升壓電路包括升壓轉換模塊n1、電阻r1～r4和濾波電容c2～c3；r1連接在升壓轉換模塊n1的引腳rt和輸入負端引腳in-之間，r2～r4依次串接在n1的引腳vo和輸入負端引腳in-之間，n1的電流監(jiān)控引腳io連接在r2和r3之間，n1的反饋引腳fb連接在r3和r4之間，c2連接在n1的輸入正端引腳in+和輸入負端引腳in-之間，n1的輸出經(jīng)過限流電阻r2后對外部儲能電容c1充電，c3連接在r2和n1輸入負端引腳in-之間。

電容充放電管理電路包括電壓監(jiān)測芯片n2、電阻r5、r6、r8～r13、穩(wěn)壓管ve1、ve2和mos管v2～v3；r5和r6構成電容充放電管理電路中的充電開關，串接在n1的輸入電源正端引腳in+和輸入電源負端引腳in-之間，n1的控制引腳run連接在r5和r6之間；n2、r8～r13、ve1～ve2和v2～v3構成電容充放電管理電路中的放電開關，r8和r9串接在n2的參考端引腳ref和低電壓參考端引腳inl之間，n2低電壓參考端引腳inl和接地引腳gnd均與外部輸入電源地連接，n2的極性引腳ps連接到參考端引腳ref，n2的高電壓參考端引腳inh連接在r8和r9之間，r10和r11串接在外部儲能電容c1的正端和n2的接地引腳gnd之間，n2的輸出正端引腳out、v3的柵極、ve2的負極均連接在r10和r11之間，v3的源極、ve2的正極都連接在n2的接地引腳，c1中的能量通過v2進行輸出，r13連接在v2的柵極和v3的漏極之間，r12和ve1均并聯(lián)在v2的源極和柵極之間，ve1的正極連接v2的柵極。

為防止外部儲能電容c1處在放電狀態(tài)時電流回灌損壞n1，在c1與r2之間設有v1。

為了保證輸入電源掉電時，放電開關也能正常工作，在n2的輸入正端引腳in+增加穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括r7、ve3和v4，r7和ve3串接在外部儲能電容c1的正端和外部輸入電源地之間，v4的正端連接在r7和ve3之間，v4的負端連接到n2的輸入正端引腳in+。

升壓電路主要通過升壓轉換模塊n1對外部輸入電源進行升壓變換并對外部儲能電容c1進行恒壓充電，通過調節(jié)電阻r3和r4可靈活控制外部儲能電容c1的充電電壓，通過調節(jié)電阻r1可靈活控制與電容充電電壓相匹配的開關頻率，通過調節(jié)電阻r2可對電容充電電流進行限流。

電容充放電管理電路通過調節(jié)升壓轉換模塊n1輸入端的分壓電阻r5和r6可靈活控制n1的開啟電壓和關斷電壓，即控制外部儲能電容c1是否充電；通過電壓監(jiān)測芯片n2監(jiān)測輸入電源，通過調節(jié)n2的分壓電阻r8和r9可靈活控制外部儲能電容c1是否放電。

為保證電路的可靠運行，禁止外部儲能電容c1處于充電狀態(tài)時也處于放電狀態(tài)，即當輸入電源大于升壓維持控制電路充電電壓時，外部儲能電容c1處于充電狀態(tài)，放電開關關斷，當輸入電源小于升壓維持控制電路的放電電壓時，外部儲能電容c1停止充電，放電開關導通。

有益效果：本發(fā)明提供一種充電電壓、充電電流、開關頻率、電路充放電電壓均可調的升壓維持控制電路，可以在機上輸入電源欠壓或斷電時，釋放儲能電容中能量，使產(chǎn)品正常工作，提高產(chǎn)品可靠性。本發(fā)明的這些特征極大地提高了設計的靈活性，拓寬了設計的適用性，減少產(chǎn)品所需儲能電容的總容量，降低產(chǎn)品成本。

附圖說明

圖1為升壓維持控制電路結構示意圖；

圖2為升壓維持控制電路的電路示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

參見附圖1，一種升壓維持控制電路，包括升壓電路和電容充放電管理電路；輸入電源經(jīng)過升壓電路對外部儲能電容進行充電，電容充放電管理電路用于控制外部儲能電容的充放電。

參加附圖2，上述升壓電路包括升壓轉換模塊n1、電阻r1～r4和濾波電容c2～c3；其通過n1對外部輸入電源進行升壓變換，并恒壓輸出給外部儲能電容c1；r1連接在n1的引腳rt和輸入負端引腳in-之間，調節(jié)r1可以控制n1的開關頻率；r2～r4依次串接在n1的引腳vo和輸入負端引腳in-之間，n1的電流監(jiān)控引腳io連接到r2和r3之間，n1的反饋引腳fb連接到r3和r4之間，調節(jié)r2可以限制n1的輸出電流，即外部儲能電容c1的充電電流，調節(jié)r3和r4可以控制n1的輸出電壓，即外部儲能電容c1的充電電壓；c2連接在n1的輸入正端引腳in+和輸入負端引腳in-之間，用于對n1的輸入電源進行濾波；n1的輸出經(jīng)過限流電阻r2后對外部儲能電容c1充電，c3連接在r2和n1輸入負端引腳in-之間，c3用于對n1的輸出電源進行濾波，n1輸入負端引腳in-接外部輸入電源地。

電容充放電管理電路包括電壓監(jiān)測芯片n2、電阻r5、r6、r8～r13、穩(wěn)壓管ve1、ve2和mos管v2～v3；r5和r6構成電容充放電管理電路中的充電開關，串接在n1的輸入正端引腳in+和輸入負端引腳in-之間，n1的控制引腳run連接在r5和r6之間，通過調節(jié)r5和r6可靈活控制n1的工作與否，即控制外部儲能電容c1是否充電；n2、r8～r13、ve1～ve2和v2～v3構成電容充放電管理電路中的放電開關，r8和r9串接在n2的參考端引腳ref和低電壓參考端引腳inl之間，通過調節(jié)r8和r9可靈活控制n2的輸出，進而控制mos管v2和v3的導通，從而控制放電開關的導通；n2的極性引腳ps連接到參考端引腳ref，n2的高電壓參考端引腳inh連接在r8和r9之間，r10和r11串接在c1的正端和n2的接地引腳gnd之間，n2的輸出正端引腳out、v3的柵極、ve2的負極均連接在r10和r11之間，v3的源極、ve2的正極都連接到n2的接地引腳，c1中的能量通過v2進行輸出，r13連接在v2的柵極和v3的漏極之間，r12和ve1均并聯(lián)在v2的源極和柵極之間，ve1的正極連接v2的柵極。ve1和ve2確保v2和v3在整個電壓工作范圍內都能可靠導通。

當產(chǎn)品上電時，若外部輸入電源電壓大于升壓維持控制電路的充電電壓，升壓轉換模塊n1對外部儲能電容c1進行恒壓充電，同時電壓監(jiān)測芯片n2輸出低電平，v2和v3均不導通，此時外部儲能電容c1僅處于充電狀態(tài)不對后級電路釋放電能。當外部輸入電源電壓出現(xiàn)故障，小于升壓維持控制電路的放電電壓時，升壓轉換模塊n1停止給外部儲能電容c1充電，同時電壓監(jiān)測芯片n2輸出高電平，將v3和v2依次導通，外部儲能電容c1通過v2給后級電路供電。

為防止外部儲能電容c1處在放電狀態(tài)時電流回灌損壞升壓轉換模塊n1，在外部儲能電容c1與電阻r2之間設有二極管v1。

為了保證輸入電源掉電時，放電開關也能正常工作，在n2的輸入正端引腳in+增加穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括r7、ve3和v4，r7和ve3串接在外部儲能電容c1的正端和外部輸入電源地之間，v4的正端連接在r7和ve3之間，v4的負端連接到n2的輸入正端引腳in+。

為保證電路的可靠運行，禁止外部儲能電容c1處于充電狀態(tài)時也處于放電狀態(tài)，即當輸入電源電壓大于維持控制電路的充電電壓時，儲能電容c1處于充電狀態(tài)，放電開關v2關斷，當輸入電源電壓小于升壓維持控制電路的放電電壓時，儲能電容c1停止充電，放電開關v2導通。

作為本發(fā)明一個較佳實施例，升壓電路中r1選45.3kω，r2選30mω，r3選100kω，r4選3.4kω，n1選擇linear公司的ltm8056型轉換模塊；電容沖放電管理電路中r5選24kω，r6選2kω，r8選399kω，r9選800kω，n2選擇linear公司的ltc2965型電壓監(jiān)測芯片；ve3的穩(wěn)壓值應接近并略大于n2的最小監(jiān)控電壓，為保證n2、v2和v3在c1上電壓即使為10v也能正常工作，可令ve2和ve3的穩(wěn)壓值均為5.1v；此時儲能電容的充電電壓是16v，放電電壓是15.8v。當外部輸入電源電壓大于16v時，升壓維持控制電路通過n1給儲能電容c1充電，n2輸出低電平，放電開關v2不導通，儲能電容充電電壓為36v，與之匹配的轉換開關頻率是500khz，儲能電容的最大充電電流為1.93a；當外部輸入電源電壓小于15.8v時，n1不工作，儲能電容c1處于放電狀態(tài)，n2輸出高電平，v2和v3均導通。

本發(fā)明是一種可調的升壓維持控制電路，可以根據(jù)實際需求更換相應的電阻靈活調節(jié)儲能電容充電電壓、儲能電容充電電流、電源轉換的開關頻率和升壓維持控制電路的充放電電壓。通過電阻r3和r4的調節(jié)可靈活設置儲能電容的充電電壓，通過電阻r1的調節(jié)可設置與充電電壓相匹配的開關頻率，通過電阻r2的調節(jié)可靈活控制儲能電容充電電流，通過電阻r5、r6、r8和r9的調節(jié)可靈活控制升壓維持控制電路的充放電電壓。

本發(fā)明設計靈活、適用性廣，使用的器件除了升壓轉換模塊和電壓監(jiān)測芯片外均是常見的電阻、電容、二極管、mos管等，具有采購方便、生產(chǎn)周期較短、成本低等優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景。