反激式航空隔離開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種小功率航空隔離開關(guān)電源，適用航空領(lǐng)域的小功率隔離電源，具體為一種反激式航空隔離開關(guān)電源。本實用新型的隔離開關(guān)電源具有輸入電壓調(diào)整范圍廣，輸入輸出電氣隔離，電源轉(zhuǎn)換效率高，工作可靠，電磁兼容性能好，體積和質(zhì)量小，容易集成到其它板卡，成本低等優(yōu)點。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國民用飛機的研發(fā)和制造快速發(fā)展，與之配套的航空電器裝備也得到較快成長，需要各種規(guī)格的高可靠的電源，因此可以說電源是航空電器設(shè)備的必需關(guān)鍵部件之一。隔離開關(guān)電源有前述的多種有點，在現(xiàn)代電子裝備中的關(guān)鍵部件，也是航空電器設(shè)備供電的首選方案。
[0003]常用模塊電源作為航空小功率開關(guān)隔離電源，但由于模塊電源參數(shù)固化，不可能隨著各種設(shè)備上需求的不同進行調(diào)整，因此性能也不可能做到最優(yōu)化。為滿足電磁兼容的要求，模塊式電源要有濾波電路模塊，這增加了成本，空間占用大。
[0004]目前，普遍采用國外的模塊電源作為航空設(shè)備上電源。與模塊隔離電源相比，反激式隔離開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡單，元件布板靈活，參數(shù)調(diào)整方便，更能符合不同負載和要求的需求。反激式隔離開關(guān)電源成本低廉，元件成本價格不到同功率等級模塊電源的I /10。反激電源的器件通用，供應(yīng)也更有保障。
[0005]因此，小功率航空控制電源采用反激式隔離電源，在技術(shù)，成本，可靠性，元件供應(yīng)等方面都有很大優(yōu)勢。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提供一種反激式航空隔離開關(guān)電源，解決了現(xiàn)有航空電器設(shè)備供電電源高成本，可靠性差，占用空間，參數(shù)固化而導(dǎo)致性能差等問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:一種反激式航空隔離開關(guān)電源，包括由功率開關(guān)模塊，開關(guān)變壓器，輸出整流組成的前向功率變換部分，其特征在于所述前向功率變換部分的輸出端與輸出檢測模塊的輸入端連接，輸出檢測模塊的輸出端和基準電壓與誤差放大模塊的輸入端連接，基準電壓與誤差放大模塊的輸出端與PMW調(diào)制電路的輸入端連接，PMff調(diào)制電路的輸出端與功率開關(guān)模塊的控制端連接。
[0008]根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，所述前向功率變換部分的前端設(shè)置輸入濾波電路。
[0009]根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，所述反激式航空隔離開關(guān)電源還包括一保護電路，所述保護電路與PMff調(diào)制電路連接。
[0010]本實用新型運用控制技術(shù)，電力電子技術(shù)，電磁技術(shù)，電路設(shè)計技術(shù)等，采用常規(guī)分立器件，設(shè)計一種高可靠，低成本，能廣泛應(yīng)用的隔離式航空電源，綜合指標優(yōu)于長期依賴的國外隔離電源模塊。
[0011]本實用新型的主要優(yōu)點有:1)集成了濾波器功能，節(jié)省電路板布置空間，省去不必要的板間連接線和連接器，提高電源本省可靠性;2)能根據(jù)負載實際，適當調(diào)整參數(shù)，使電源整體符合電磁兼容標準的要求;3)完善的保護功能，有輸入欠壓保護、過壓保護、反接保護，輸出過流保護等功能;4)優(yōu)化元器件選型，選用表面貼裝器件，電源整體高度降低，質(zhì)量小，適合航空電器裝備的實際需求;5)完全自主知識產(chǎn)權(quán)，可根據(jù)實際應(yīng)用需要，方便調(diào)整線路板結(jié)構(gòu)，應(yīng)用范圍會更廣。
【附圖說明】
[0012]圖1為反激式航空隔離電源的工作原理框圖。
[0013]圖2為輸出檢測模塊及基準電壓與誤差放大模塊的電路圖。
[0014]圖3為PMW調(diào)制電路的電路圖。
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。
【具體實施方式】
[0016]—種反激式航空隔離開關(guān)電源，包括由功率開關(guān)模塊，開關(guān)變壓器，輸出整流組成的前向功率變換部分，其特征在于所述前向功率變換部分的輸出端與輸出檢測模塊的輸入端連接，輸出檢測模塊的輸出端和基準電壓與誤差放大模塊的輸入端連接，基準電壓與誤差放大模塊的輸出端與PMff調(diào)制電路的輸入端連接，PMff調(diào)制電路的輸出端與功率開關(guān)模塊的控制端連接。
[0017]根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，所述前向功率變換部分的前端設(shè)置輸入濾波電路。
[0018]反激式航空隔離開關(guān)電源由前向功率變換部分，輸出檢測與反饋通道，輔助保護電路，輸入濾波電路，輸出濾波功能電路等組成。前向功率變換部分有功率開關(guān)模塊，開關(guān)變壓器，輸出整流等。功率開關(guān)器件選用表貼式功率MOSFET器件，具有開關(guān)頻率高，導(dǎo)通電阻低，封裝小，損耗小等特點。開關(guān)變壓器起到電壓變換，電氣隔離和功率傳遞的作用，本開關(guān)變壓器選用EFD磁芯的表貼式變壓器。
[0019]輸出檢測電路實時檢測輸出電壓，并將輸出電壓信號輸入控制電路的反饋端，從而產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖驅(qū)動信號，驅(qū)動功率器件;輸出電壓檢測和電流過流檢測，構(gòu)成電流和電壓控制:用小電阻串接在電流主回路構(gòu)成檢測電路;輸出電壓檢測由取樣電阻，電壓參考和誤差放大電路構(gòu)成?；鶞孰妷号c誤差放大模塊由三端可調(diào)分流基準源TL431電壓實現(xiàn)，并利用電阻和電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成二型反饋網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，所述基準電壓與誤差放大模塊包括三端可調(diào)分流基準源Ul，所述三端可調(diào)分流基準源Ul的控制端與輸出整流電路的輸出端OUT連接，所述三端可調(diào)分流基準源Ul的負極和控制端之間連接二型反饋網(wǎng)絡(luò)，所述三端可調(diào)分流基準源Ul的負極與光耦U2的負輸入端連接，光耦U2的正輸入端則通過電阻Rl接輸出整流電路的輸出端OUT，光耦U2的負輸出端接PffM調(diào)制電路的反饋端FBI，光耦U2的正輸出端通過電阻RlO接電源，其中所述二型反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的第一支路和第二支路，其中第一支路為第一電容Cl，第二支路包括串聯(lián)連接的第二電容C2和電阻R5。
[0020]圖3為PMff調(diào)制電路的電路圖。所述PMW調(diào)制電路包括控制芯片U3，所述控制芯片U3的比較端COMPl與保護電路連接，所述控制芯片U3的反饋端FBl與基準電壓與誤差放大模塊連接，所述控制芯片U3的CS端則與功率開關(guān)模塊連接，所述控制芯片U3的輸出端與功率開關(guān)模塊的輸入端連接。
[0021]本實用新型使用TL431器件作為電壓參考與誤差放大電路；用光耦M0C207作為輸出反饋的隔離器件；用V10P10作為輸出整流二極管；用EFD20S表貼式電源變壓器；用UCC2801作為控制電路；用LM193作為電壓保護電路；用FCX458和參考電壓電路構(gòu)成輔助電源電路；用表貼式MOSFET SI4472DY作為功率器件。
[0022]輸出整流由表貼的肖特基整流二極管和表貼電解電容構(gòu)成。該二極管導(dǎo)通壓降低，開關(guān)損耗相對較小。用復(fù)合電解電容作為輸出電容，電容量大，耐壓高，內(nèi)阻小，損耗低，輸出電壓紋波小。
[0023]由于機載設(shè)備的特殊性要求，空間要求苛刻，電磁環(huán)境復(fù)雜，重量要輕，可靠性要求高。為此，本電源在設(shè)計時充分考慮機載設(shè)備的特殊性，采用足夠的設(shè)計冗余量，在電路板布局設(shè)計上，綜合考慮電磁兼容，熱損耗等，確保電源在各種工況下可靠工作。
[0024]本實用新型采用表貼式分立器件和可靠拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了集成濾波器，輸入接反，欠過壓，過流保護，輸入輸出隔離功能。本實用新型是一種應(yīng)用在航空電子設(shè)備上的反激式隔離電源，采用特殊的電路結(jié)構(gòu)和元件選擇，具有電路結(jié)構(gòu)簡單，防反接，元器件少，輸入輸出電氣隔離，質(zhì)量和體積小，成本低廉，可靠性高等優(yōu)點，與采用進口電源模塊相比，板子布局靈活，可根據(jù)不同應(yīng)用合理調(diào)整布局和元件參數(shù)，容易實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，更容易通過規(guī)范認證。
[0025]以上僅表達了本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種反激式航空隔離開關(guān)電源，包括由功率開關(guān)模塊，開關(guān)變壓器，輸出整流組成的前向功率變換部分，其特征在于所述前向功率變換部分的輸出端與輸出檢測模塊的輸入端連接，輸出檢測模塊的輸出端和基準電壓與誤差放大模塊的輸入端連接，基準電壓與誤差放大模塊的輸出端與PMW調(diào)制電路的輸入端連接，PMff調(diào)制電路的輸出端與功率開關(guān)模塊的控制端連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種反激式航空隔離開關(guān)電源，其特征在于:所述前向功率變換部分的前端設(shè)置輸入濾波電路。3.如權(quán)利要求1所述的一種反激式航空隔離開關(guān)電源，其特征在于:所述反激式航空隔離開關(guān)電源還包括一保護電路，所述保護電路與PMff調(diào)制電路連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種反激式航空隔離開關(guān)電源，其特征在于:所述基準電壓與誤差放大模塊包括三端可調(diào)分流基準源，所述三端可調(diào)分流基準源的控制端與輸出整流電路的輸出端連接，所述三端可調(diào)分流基準源的負極和控制端之間連接二型反饋網(wǎng)絡(luò)，所述三端可調(diào)分流基準源的負極與光耦的負輸入端連接，光耦的正輸入端則通過電阻Rl接輸出整流電路的輸出端，光耦的負輸出端接PWM調(diào)制電路的反饋端，光耦U2的正輸出端通過電阻接電源，其中所述二型反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的第一支路和第二支路，其中第一支路為第一電容，第二支路包括串聯(lián)連接的第二電容和電阻。
【專利摘要】本實用新型涉及一種反激式航空隔離開關(guān)電源，包括由功率開關(guān)模塊，開關(guān)變壓器，輸出整流組成的前向功率變換部分，其特征在于所述前向功率變換部分的輸出端與輸出檢測模塊的輸入端連接，輸出檢測模塊的輸出端和基準電壓與誤差放大模塊的輸入端連接，基準電壓與誤差放大模塊的輸出端與PMW調(diào)制電路的輸入端連接，PMW調(diào)制電路的輸出端與功率開關(guān)模塊的控制端連接。本實用新型的優(yōu)點在于：本實用新型的電源元件數(shù)量少，電路簡單，價格低廉，工作可靠，布局靈活，應(yīng)用面廣等特征。能夠根據(jù)航空電器設(shè)備的不同應(yīng)用進行調(diào)節(jié)，優(yōu)化輸出電源質(zhì)量，確保航空電器設(shè)備的電源系統(tǒng)的可靠運行。
【IPC分類】H02M3/28, H02M7/12, H02M1/44
【公開號】CN205212695
【申請?zhí)枴緾N201520985170
【發(fā)明人】江曉光
【申請人】上海航空電器有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月2日