CN205212695U - 反激式航空隔离开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反激式航空隔离开关电源，包括由功率开关模块，开关变压器，输出整流组成的前向功率变换部分，其特征在于所述前向功率变换部分的输出端与输出检测模块的输入端连接，输出检测模块的输出端和基准电压与误差放大模块的输入端连接，基准电压与误差放大模块的输出端与PMW调制电路的输入端连接，PMW调制电路的输出端与功率开关模块的控制端连接。本实用新型的优点在于：本实用新型的电源元件数量少，电路简单，价格低廉，工作可靠，布局灵活，应用面广等特征。能够根据航空电器设备的不同应用进行调节，优化输出电源质量，确保航空电器设备的电源系统的可靠运行。

Description

反激式航空隔离开关电源

技术领域

本实用新型涉及一种小功率航空隔离开关电源，适用航空领域的小功率隔离电源，具体为一种反激式航空隔离开关电源。本实用新型的隔离开关电源具有输入电压调整范围广，输入输出电气隔离，电源转换效率高，工作可靠，电磁兼容性能好，体积和质量小，容易集成到其它板卡，成本低等优点。

背景技术

近年来我国民用飞机的研发和制造快速发展，与之配套的航空电器装备也得到较快成长，需要各种规格的高可靠的电源，因此可以说电源是航空电器设备的必需关键部件之一。隔离开关电源有前述的多种有点，在现代电子装备中的关键部件，也是航空电器设备供电的首选方案。

常用模块电源作为航空小功率开关隔离电源，但由于模块电源参数固化，不可能随着各种设备上需求的不同进行调整，因此性能也不可能做到最优化。为满足电磁兼容的要求，模块式电源要有滤波电路模块，这增加了成本，空间占用大。

目前，普遍采用国外的模块电源作为航空设备上电源。与模块隔离电源相比，反激式隔离开关电源结构简单，元件布板灵活，参数调整方便，更能符合不同负载和要求的需求。反激式隔离开关电源成本低廉，元件成本价格不到同功率等级模块电源的1/10。反激电源的器件通用，供应也更有保障。

因此，小功率航空控制电源采用反激式隔离电源，在技术，成本，可靠性，元件供应等方面都有很大优势。

实用新型内容

本实用新型提供一种反激式航空隔离开关电源，解决了现有航空电器设备供电电源高成本，可靠性差，占用空间，参数固化而导致性能差等问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种反激式航空隔离开关电源，包括由功率开关模块，开关变压器，输出整流组成的前向功率变换部分，其特征在于所述前向功率变换部分的输出端与输出检测模块的输入端连接，输出检测模块的输出端和基准电压与误差放大模块的输入端连接，基准电压与误差放大模块的输出端与PMW调制电路的输入端连接，PMW调制电路的输出端与功率开关模块的控制端连接。

根据本实用新型的优选实施例，所述前向功率变换部分的前端设置输入滤波电路。

根据本实用新型的优选实施例，所述反激式航空隔离开关电源还包括一保护电路，所述保护电路与PMW调制电路连接。

本实用新型运用控制技术，电力电子技术，电磁技术，电路设计技术等，采用常规分立器件，设计一种高可靠，低成本，能广泛应用的隔离式航空电源，综合指标优于长期依赖的国外隔离电源模块。

本实用新型的主要优点有：1）集成了滤波器功能，节省电路板布置空间，省去不必要的板间连接线和连接器，提高电源本省可靠性；2）能根据负载实际，适当调整参数，使电源整体符合电磁兼容标准的要求；3）完善的保护功能，有输入欠压保护、过压保护、反接保护，输出过流保护等功能；4）优化元器件选型，选用表面贴装器件，电源整体高度降低，质量小，适合航空电器装备的实际需求；5）完全自主知识产权，可根据实际应用需要，方便调整线路板结构，应用范围会更广。

附图说明

图1为反激式航空隔离电源的工作原理框图。

图2为输出检测模块及基准电压与误差放大模块的电路图。

图3为PMW调制电路的电路图。

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

具体实施方式

一种反激式航空隔离开关电源，包括由功率开关模块，开关变压器，输出整流组成的前向功率变换部分，其特征在于所述前向功率变换部分的输出端与输出检测模块的输入端连接，输出检测模块的输出端和基准电压与误差放大模块的输入端连接，基准电压与误差放大模块的输出端与PMW调制电路的输入端连接，PMW调制电路的输出端与功率开关模块的控制端连接。

根据本实用新型的优选实施例，所述前向功率变换部分的前端设置输入滤波电路。

反激式航空隔离开关电源由前向功率变换部分，输出检测与反馈通道，辅助保护电路，输入滤波电路，输出滤波功能电路等组成。前向功率变换部分有功率开关模块，开关变压器，输出整流等。功率开关器件选用表贴式功率MOSFET器件，具有开关频率高，导通电阻低，封装小，损耗小等特点。开关变压器起到电压变换，电气隔离和功率传递的作用，本开关变压器选用EFD磁芯的表贴式变压器。

输出检测电路实时检测输出电压，并将输出电压信号输入控制电路的反馈端，从而产生相应的脉冲驱动信号，驱动功率器件；输出电压检测和电流过流检测，构成电流和电压控制：用小电阻串接在电流主回路构成检测电路；输出电压检测由取样电阻，电压参考和误差放大电路构成。基准电压与误差放大模块由三端可调分流基准源TL431电压实现，并利用电阻和电容网络构成二型反馈网络。如图2所示，所述基准电压与误差放大模块包括三端可调分流基准源U1，所述三端可调分流基准源U1的控制端与输出整流电路的输出端OUT连接，所述三端可调分流基准源U1的负极和控制端之间连接二型反馈网络，所述三端可调分流基准源U1的负极与光耦U2的负输入端连接，光耦U2的正输入端则通过电阻R1接输出整流电路的输出端OUT，光耦U2的负输出端接PWM调制电路的反馈端FB1，光耦U2的正输出端通过电阻R10接电源，其中所述二型反馈网络包括并联的第一支路和第二支路，其中第一支路为第一电容C1，第二支路包括串联连接的第二电容C2和电阻R5。

图3为PMW调制电路的电路图。所述PMW调制电路包括控制芯片U3，所述控制芯片U3的比较端COMP1与保护电路连接，所述控制芯片U3的反馈端FB1与基准电压与误差放大模块连接，所述控制芯片U3的CS端则与功率开关模块连接，所述控制芯片U3的输出端与功率开关模块的输入端连接。

本实用新型使用TL431器件作为电压参考与误差放大电路；用光耦MOC207作为输出反馈的隔离器件；用V10P10作为输出整流二极管；用EFD20S表贴式电源变压器；用UCC2801作为控制电路；用LM193作为电压保护电路；用FCX458和参考电压电路构成辅助电源电路；用表贴式MOSFETSI4472DY作为功率器件。

输出整流由表贴的肖特基整流二极管和表贴电解电容构成。该二极管导通压降低，开关损耗相对较小。用复合电解电容作为输出电容，电容量大，耐压高，内阻小，损耗低，输出电压纹波小。

由于机载设备的特殊性要求，空间要求苛刻，电磁环境复杂，重量要轻，可靠性要求高。为此，本电源在设计时充分考虑机载设备的特殊性，采用足够的设计冗余量，在电路板布局设计上，综合考虑电磁兼容，热损耗等，确保电源在各种工况下可靠工作。

本实用新型采用表贴式分立器件和可靠拓扑结构，实现了集成滤波器，输入接反，欠过压，过流保护，输入输出隔离功能。本实用新型是一种应用在航空电子设备上的反激式隔离电源，采用特殊的电路结构和元件选择，具有电路结构简单，防反接，元器件少，输入输出电气隔离，质量和体积小，成本低廉，可靠性高等优点，与采用进口电源模块相比，板子布局灵活，可根据不同应用合理调整布局和元件参数，容易实现优化设计，更容易通过规范认证。

以上仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种反激式航空隔离开关电源，包括由功率开关模块，开关变压器，输出整流组成的前向功率变换部分，其特征在于所述前向功率变换部分的输出端与输出检测模块的输入端连接，输出检测模块的输出端和基准电压与误差放大模块的输入端连接，基准电压与误差放大模块的输出端与PMW调制电路的输入端连接，PMW调制电路的输出端与功率开关模块的控制端连接。

2.如权利要求1所述的一种反激式航空隔离开关电源，其特征在于：所述前向功率变换部分的前端设置输入滤波电路。

3.如权利要求1所述的一种反激式航空隔离开关电源，其特征在于：所述反激式航空隔离开关电源还包括一保护电路，所述保护电路与PMW调制电路连接。

4.如权利要求1所述的一种反激式航空隔离开关电源，其特征在于：所述基准电压与误差放大模块包括三端可调分流基准源，所述三端可调分流基准源的控制端与输出整流电路的输出端连接，所述三端可调分流基准源的负极和控制端之间连接二型反馈网络，所述三端可调分流基准源的负极与光耦的负输入端连接，光耦的正输入端则通过电阻R1接输出整流电路的输出端，光耦的负输出端接PWM调制电路的反馈端，光耦U2的正输出端通过电阻接电源，其中所述二型反馈网络包括并联的第一支路和第二支路，其中第一支路为第一电容，第二支路包括串联连接的第二电容和电阻。