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CN108233708B - 一种宽范围输入机载dcdc辅助电源电路 - Google Patents

一种宽范围输入机载dcdc辅助电源电路 Download PDF

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CN108233708B CN201611156348.5A CN201611156348A CN108233708B CN 108233708 B CN108233708 B CN 108233708B CN 201611156348 A CN201611156348 A CN 201611156348A CN 108233708 B CN108233708 B CN 108233708B
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冯非
刘卫华
禹勇
高栋
田育新
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Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
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Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
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Abstract

一种宽范围输入机载DCDC辅助电源电路，包括高压输入辅助电源(1)、低压输入辅助电源(2)，所述高压输入辅助电源(1)与所述低压输入辅助电源(2)的输入端均为整个电源输入电压，其中高压输入辅助电源(1)输出电压高于低压输入辅助电源(2)，高压输入辅助电源(1)工作时，低压输入辅助电源(2)处于关闭或停止状态；所述高压输入辅助电源(1)和低压输入辅助电源(2)的输出分别通过二极管共阴极相连，可实现电流单相流动。

Description

一种宽范围输入机载DCDC辅助电源电路
技术领域
本发明属于机载开关电源技术领域。
背景技术
机载设备中存在宽范围输入的供电形式，特别是含有PFC的电源，这就要求计算机电源具有良好的适应性。同时随着电源的智能化需求，电源本身包含的监控、采样、通信等功能也对其内部辅助电源提出了更高要求。
机载计算机电源中，辅助电源需要为控制芯片、驱动电路、逻辑电路等辅助电路供电，是开关电源的必要部分。尤其是含有采样、监控、通信等功能的只能电源，辅助电源的任务更为重要。辅助电源需满足开关电源启动及全范围输入电压下的工作要求，输出稳定可靠的电压，并尽量减小损耗。该类电源常采用在主回路变压器中添加辅助绕组，或者应用绕组反激电路、线性稳压电路等方法实现。
在主变压器中增加绕组等方法可以满足普通开关电源对辅助电源的要求，但当机载DCDC为宽范围输入时，普通的设计方法存在诸多问题。采用线性电路结构简单，但损耗大，且输入范围受限；反激电路若要兼顾输入电压的上下限将使磁性元件的设计非常困难采用辅助绕组的方法往往难以兼顾电源启动和低压输入的工作情况，该问题在常见的降压型开关电源或者采用多级变换的结构中尤为突出。综上可知，在机载宽范围输入的DCDC电源中，研究辅助电源的设计技术显得尤为必要。
本提案人针对该领域现有技术进行了深入研究，并针对上述现有技术问题的解决提出了本提案。
发明内容
本发明目的是提供一种机载DCDC辅助电源的设计方法。所提方案可解决辅助电源在宽范围输入时，输入电压变化范围较大的适应性问题，提供一种高效可靠的设计方案。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
一种宽范围输入机载DCDC辅助电源电路，包括高压输入辅助电源1、低压输入辅助电源2，所述高压输入辅助电源1与所述低压输入辅助电源2的输入端均为整个电源输入电压，其中高压输入辅助电源1输出电压高于低压输入辅助电源2，高压输入辅助电源1工作时，低压输入辅助电源2处于关闭或停止状态；所述高压输入辅助电源1和低压输入辅助电源2的输出分别通过二极管共阴极相连，可实现电流单相流动。
所述的一种宽范围输入机载DCDC辅助电源电路，所述低压输入辅助电源2包括由开关管V1、二极管D、电感L和电容C组成传统降压电路结构；其中第一限流电阻R1、第二限流电阻R2的一端及稳压二极管VD阴极与驱动电路3的输出端相连，第一限流电阻R1的另一端连接开关管V1的漏极、第二限流电阻R2的另一端连接开关管V1的栅极、稳压二极管VD的阳极连接开关管V1的源极；串联的分压电阻Rd1和分压电阻Rd2连接输出电压与地，来采集输出电压，分压电阻Rd1与分压电阻Rd2的连接点与比较器正端相连；电压基准输出连接比较器负端；电压基准输入与比较器供电端均连接输出电压，来获取工作电压；比较器输出连接驱动电路3的输入端；当整个电源输入电压达到其开关管V1驱动开启电压后即自动开始工作。
本发明设计的优点是：1能够满足宽范围输入系统对辅助电源的要求，解决了反激电路等传统电源在宽范围输入时器件参数设计困难的问题；2降压电路采用开关电路，效率优于线性电源；3降压电路不使用PWM集成控制芯片来实现控制、驱动和逻辑功能，简单可靠。
附图说明
附图1为本提案总体方案示意图；
附图2为附图1中低压输入辅助电源的电路。
具体实施方式
本发明的实施方案如附图1所示，其中高压输入辅助电源1输出电压要略高于低压输入辅助电源2的输出电压，同时要使高压输入辅助电源1工作时，低压输入辅助电源2应处于关闭或停止状态，即U1大于U2。将两者的输出电压指令设定为不同值，并分别用二极管防止电流反向。
低压输入辅助电源2的降压电路如附图2所示。该降压电路的控制电路同时具有输出闭环控制、驱动和过压闭锁的功能。从图中可知，输出电压U2的指令由电压基准的输出电压和分压电阻Rd1与分压电阻Rd2的值决定。而驱动电路3可实现输出的闭环控制及场效应管V1的开关驱动。当输入电压较高，使得U1大于U2时，控制电路4比较器输出为高，开关管V1关断，该电路将停止工作。此外，在主电路二极管、电压比较等电路中可通过设置电阻、电容等滤波电路来抑制尖峰和抖动，保持输出平稳。
附图1和附图2中设计应用于30～200V输入的某型机载计算机智能电源中，取得了良好效果，电源在全范围工作正常。

Claims (1)

1.一种宽范围输入机载DCDC辅助电源电路，其特征在于，包括高压输入辅助电源(1)、低压输入辅助电源(2)，所述高压输入辅助电源(1)与所述低压输入辅助电源(2)的输入端均为整个电源输入电压，其中高压输入辅助电源(1)输出电压高于低压输入辅助电源(2)，高压输入辅助电源(1)工作时，低压输入辅助电源(2)处于关闭或停止状态；所述高压输入辅助电源(1)和低压输入辅助电源(2)的输出分别通过二极管共阴极相连，可实现电流单相流动；所述低压输入辅助电源(2)包括由开关管(V1)、二极管(D)、电感(L)和电容(C)组成传统降压电路结构；其中第一限流电阻(R1)、第二限流电阻(R2)的一端及稳压二极管(VD)阴极与驱动电路(3)的输出端相连，第一限流电阻(R1)的另一端连接开关管( V1) 的漏极、第二限流电阻(R2)的另一端连接开关管(V1)的栅极、稳压二极管(VD)的阳极连接开关管(V1)的源极；串联的分压电阻(Rd1)和分压电阻(Rd2)连接输出电压与地，来采集输出电压，分压电阻(Rd1)与分压电阻(Rd2)的连接点与比较器正端相连；电压基准输出连接比较器负端；电压基准输入与比较器供电端均连接输出电压，来获取工作电压；比较器输出连接驱动电路(3)的输入端；当整个电源输入电压达到其开关管(V1)驱动开启电压后即自动开始工作。
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