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一种弹载二次电源多路输出时序控制电路的制作方法

2022-06-11 05:22:15 来源:中国专利 TAG:


1.本发明属于弹载计算机领域,具体涉及一种弹载二次电源多路输出时序控制电路。


背景技术:

2.弹载计算机设备的供电通常由多路隔离二次电源输出供电,如主机vout1,总线vout2以及开关量vout3等。为确保计算机设备在上电和下电的过程中逻辑控制及数据通讯可靠运行,多路隔离二次电源输出供电的时序要求如下:上电时,主机vout1超前总线vout2及开关量vout3上电;下电时,主机vout1滞后总线vout2及开关量vout3下电,因此设计一种具备上电和下电时序均可控功能的多路隔离输出二次电源显得尤为重要。
3.传统的多路隔离二次电源输出时序控制方法通常采用各路输出级联依次使能输出方式,比如vout1输出有效后使能控制vout2输出,vout2输出有效后使能控制vout3输出,此种控制方式的上电时序容易受各路负载特性相互影响,控制精度及稳定性差、时序调整不灵活,而且下电时序不可控或不能同时实现某路输出超前上电和滞后下电功能。


技术实现要素:

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明要解决的技术问题是如何提供一种弹载二次电源多路输出时序控制电路,以解决传统时序控制方法中的负载特性影响大、控制精度及稳定性差、时序调整不灵活以及下电时序不可控或不能同时实现某路输出超前上电和滞后下电等问题。
6.(二)技术方案
7.为了解决上述技术问题,本发明提出一种弹载二次电源多路输出时序控制电路,该时序控制电路包括输入反接保护及emi滤波电路、掉电保持及预稳压电路、dc推挽隔离变换整流电路、多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路的电路,所述二级稳压滤波输出电路包括二级稳压滤波输出电路a、二级稳压滤波输出电路b和二级稳压滤波输出电路c;输入反接保护及emi滤波电路的输出端与掉电保持及预稳压电路的输入端和多路隔离输出时序控制电路的输入端连接,掉电保持及预稳压电路的输出端与dc推挽隔离变换整流电路的输入端连接,dc推挽隔离变换整流电路的输出端与多路隔离输出时序控制电路的输入端和二级稳压滤波输出电路a、二级稳压滤波输出电路b、二级稳压滤波输出电路c的输入端连接,多路隔离输出时序控制电路的输出端与二级稳压滤波输出电路b、二级稳压滤波输出电路c的输入端连接。
8.(三)有益效果
9.本发明提出一种弹载二次电源多路输出时序控制电路,本发明采用多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路实现弹载二次电源的多路隔离输出的上电时序控制功能,进一步再通过掉电保持及预稳压电路实现多路隔离输出的下电时序控制功能。一种弹载二次电源多路输出时序控制方法解决了传统多路隔离二次电源输出时序控制方法
的易受各路负载特性相互影响、控制精度及稳定性差、时序调整不灵活及下电时序不可控等问题,具有受负载特性影响小、控制精度及稳定性高、时序调整灵活、下电时序可控且能同时实现某路输出超前上电和滞后下电等特点。
附图说明
10.图1为本发明弹载二次电源多路输出时序控制方法的原理框图;
11.图2为本发明弹载二次电源多路输出时序控制方法的输入反接保护及emi滤波电路图;
12.图3为本发明弹载二次电源多路输出时序控制方法的掉电保持及预稳压电路图;
13.图4为本发明弹载二次电源多路输出时序控制方法的dc推挽隔离变换整流电路图;
14.图5为本发明弹载二次电源多路输出时序控制方法的多路隔离输出时序控制电路图。
15.图6为本发明弹载二次电源多路输出时序控制方法的二级稳压滤波输出电路图。
具体实施方式
16.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
17.本发明公开了一种弹载二次电源多路输出时序控制方法,包括:输入反接保护及emi滤波电路(1)、掉电保持及预稳压电路(2)、dc推挽隔离变换整流电路(3)、多路隔离输出时序控制电路(4)、二级稳压滤波输出电路(5)。输入反接保护及emi滤波电路(1)的输出端与掉电保持及预稳压电路(2)的输入端和多路隔离输出时序控制电路(4)的输入端连接,掉电保持及预稳压电路(2)的输出端与dc推挽隔离变换整流电路(3)的输入端连接,dc推挽隔离变换整流电路(3)的输出端与多路隔离输出时序控制电路(4)的输入端和二级稳压滤波输出电路(5)的输入端连接,多路隔离输出时序控制电路(4)的输出端与二级稳压滤波输出电路(5)的输入端连接。
18.本发明采用多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路实现弹载二次电源的多路隔离输出的上电时序控制功能,进一步再通过掉电保持及预稳压电路实现多路隔离输出的下电时序控制功能。一种弹载二次电源多路输出时序控制方法解决了传统多路隔离二次电源输出时序控制方法的易受各路负载特性相互影响、控制精度及稳定性差、时序调整不灵活及下电时序不可控等问题,具有受负载特性影响小、控制精度及稳定性高、时序调整灵活、下电时序可控且能同时实现某路输出超前上电和滞后下电等特点。
19.本发明目的在于提供一种弹载二次电源多路隔离输出时序控制方法,解决传统时序控制方法中的负载特性影响大、控制精度及稳定性差、时序调整不灵活以及下电时序不可控或不能同时实现某路输出超前上电和滞后下电等问题。
20.一种弹载二次电源多路输出时序控制方法应用于包括输入反接保护及emi滤波电路、掉电保持及预稳压电路、dc推挽隔离变换整流电路、多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路的电路,所述二级稳压滤波输出电路包括二级稳压滤波输出电路a、二级稳压滤波输出电路b和二级稳压滤波输出电路c。
21.其中,输入反接保护及emi滤波电路,包括:瞬态电压抑制二极管d1,瞬态电压抑制二极管d2,理想二极管控制器u1,稳压二极管d3,n沟道场效应管s1,限流电阻r1,滤波电容c1,共模电感l1,差模电容c2,差模电容c3,差模电感l2,共模电容c4和共模电容c5。掉电保持及预稳压电路,包括:限流电阻r2,限流电阻r3,储能电容c6,储能电容c7,整流二极管d4,同步开关升降压控制器u2,n沟道场效应管s2,n沟道场效应管s3,n沟道场效应管s4,n沟道场效应管s5,储能电感l2,分压电阻r4,分压电阻r5,滤波电容c8,电流采样电阻r6,分压采样电阻r7,分压采样电阻r8和滤波电容c9。dc推挽隔离变换整流电路,包括:脉宽调制推挽控制器u3,n沟道场效应管s6,n沟道场效应管s7,高频开关变压器t1,整流二极管d5,整流二极管d6,整流二极管d7,整流二极管d8,整流二极管d9,整流二极管d10,滤波电感l3,滤波电感l4,滤波电感l5,滤波电容c10,滤波电容c11和滤波电容c12。多路隔离输出时序控制电路,包括:高精度电压基准源v1,光电耦合器b1,分压限流电阻r9,分压限流电阻r10,分压限流电阻r11,储能延时电容c13,储能延时电容c14,限流电阻r12,限流电阻r13,稳压二极管d11,分压限流电阻r14,分压限流电阻r15,分压限流电阻r16,分压限流电阻r17,滤波电容c15和滤波电容c16。二级稳压滤波输出电路,包括:低压差稳压器u4,低压差稳压器u5,低压差稳压器u6,分压采样电阻r18,分压采样电阻r19,分压采样电阻r20,分压采样电阻r21,分压采样电阻r22,分压采样电阻r23,输出滤波电容c17,输出滤波电容c18,输出滤波电容c19,负载电阻rl1和负载电阻rl2。
22.输入反接保护及emi滤波电路的输出端与掉电保持及预稳压电路的输入端和多路隔离输出时序控制电路的输入端连接,掉电保持及预稳压电路的输出端与dc推挽隔离变换整流电路的输入端连接,dc推挽隔离变换整流电路的输出端与多路隔离输出时序控制电路的输入端和二级稳压滤波输出电路a、二级稳压滤波输出电路b、二级稳压滤波输出电路c的输入端连接,多路隔离输出时序控制电路的输出端与二级稳压滤波输出电路b、二级稳压滤波输出电路c的输入端连接。
23.输入反接保护及emi滤波电路中,瞬态电压抑制二极管d1的阴极与输入高端vin 连接,理想二极管控制器u1的in端分别与输入高端vin 、理想二极管控制器u1的source端、n沟道场效应管s1的源极、稳压二极管d3的阳极连接,n沟道场效应管s1的栅极分别与稳压二极管d3的阴极、理想二极管控制器u1的gate端连接,n沟道场效应管s1的漏极分别与理想二极管控制器u1的out端、滤波电容c1的一端、差模电容c2的一端、共模电感l1的输入正端连接,瞬态电压抑制二极管d1的阳极与瞬态电压抑制二极管d2的阳极连接,瞬态电压抑制二极管d2的阴极分别与理想二极管控制器u1的vss端、限流电阻r1的一端、滤波电容c1的另一端连接,共模电感l1的输入负端分别与差模电容c2的另一端、限流电阻r1的另一端、输入地vin-连接,共模电感l1的输出正端分别与差模电感l2的一端、差模电容c3的一端连接,差模电感l2的另一端分别与共模电容c4的一端、输出高端va连接,共模电容c4的另一端分别与共模电容c5的一端、机壳地连接,共模电容c5的另一端分别与共模电感l1的输出负端、差模电容c3的另一端、信号地连接。
24.掉电保持及预稳压电路中,输入高端va分别与限流电阻r2的一端、限流电阻r3的一端、整流二极管d4的阴极、分压电阻r4的一端、滤波电容c8的一端、n沟道场效应管s2的漏极连接,限流电阻r2的另一端分别与限流电阻r3的另一端、整流二极管d4的阳极、储能电容c6的正端、储能电容c7的正端连接,分压电阻r4的另一端分别与同步开关升降压控制器u2
的run端、分压电阻r5的一端连接,分压电阻r5的另一端分别与储能电容c6的负端、储能电容c7的负端、滤波电容c8的另一端、信号地连接,n沟道场效应管s2的源极分别与储能电感l2的一端、n沟道场效应管s4的漏极连接,储能电感l2的另一端分别与n沟道场效应管s3的源极、n沟道场效应管s5的漏极连接,n沟道场效应管s4的源极分别与n沟道场效应管s5的源极、电流采样电阻r6的一端、同步开关升降压控制器u2的isense 端连接,电流采样电阻r6的另一端分别与同步开关升降压控制器u2的isense-端、同步开关升降压控制器u2的gnd端、信号地连接,n沟道场效应管s2的栅极与同步开关升降压控制器u2的tg1端连接,n沟道场效应管s4的栅极与同步开关升降压控制器u2的bg1端连接,n沟道场效应管s3的栅极与同步开关升降压控制器u2的tg2端连接,n沟道场效应管s5的栅极与同步开关升降压控制器u2的bg2端连接,n沟道场效应管s3的漏极分别与分压采样电阻r7的一端、滤波电容c9的一端、输出高端vb连接,分压采样电阻r7的另一端分别与同步开关升降压控制器u2的vsense端、分压采样电阻r8的一端连接,分压采样电阻r8的另一端分别与滤波电容c9的另一端、信号地连接。
25.dc推挽隔离变换整流电路中,输入高端vb分别与脉宽调制推挽控制器u3的vcc端、高频开关变压器t1的初级绕组np1的2端连接,高频开关变压器t1的初级绕组np1的1端与n沟道场效应管s6的漏极连接,高频开关变压器t1的初级绕组np1的3端与n沟道场效应管s7的漏极连接,n沟道场效应管s6的源极分别与n沟道场效应管s7的源极、脉宽调制推挽控制器u3的gnd端、信号地连接。n沟道场效应管s6的栅极与脉宽调制推挽控制器u3的pwm1端连接,n沟道场效应管s7的栅极与脉宽调制推挽控制器u3的pwm2端连接,高频开关变压器t1的次级绕组ns1的4端与整流二极管d5的阳极连接,整流二极管d5的阴极分别与整流二极管d6的阴极、滤波电感l3的一端连接,整流二极管d6的阳极与高频开关变压器t1的次级绕组ns1的6端连接,滤波电感l3的另一端分别与滤波电容c10的一端、输出正端vc1 连接,滤波电容c10的另一端分别与高频开关变压器t1的次级绕组ns1的5端、输出负端vc1-连接,高频开关变压器t1的次级绕组ns2的7端与整流二极管d7的阳极连接,整流二极管d7的阴极分别与整流二极管d8的阴极、滤波电感l4的一端连接,整流二极管d8的阳极与高频开关变压器t1的次级绕组ns2的9端连接,滤波电感l4的另一端分别与滤波电容c11的一端、输出正端vc2 连接,滤波电容c11的另一端分别与高频开关变压器t1的次级绕组ns2的8端、输出负端vc2-连接,高频开关变压器t1的次级绕组ns3的10端与整流二极管d9的阳极连接,整流二极管d9的阴极分别与整流二极管d10的阴极、滤波电感l5的一端连接,整流二极管d10的阳极与高频开关变压器t1的次级绕组ns3的12端连接,滤波电感l5的另一端分别与滤波电容c12的一端、输出正端vc3 连接,滤波电容c12的另一端分别与高频开关变压器t1的次级绕组ns3的11端、输出负端vc3-连接。
26.多路隔离输出时序控制电路中,输入高端va分别与分压限流电阻r9的一端、限流电阻r12的一端、限流电阻r13的一端连接,分压限流电阻r9的另一端与分压限流电阻r10的一端连接,分压限流电阻r10的另一端分别与高精度电压基准源v1的ref端、分压限流电阻r11的一端、储能延时电容c13的一端、储能延时电容c14的一端连接,分压限流电阻r11的另一端分别与储能延时电容c13的另一端、储能延时电容c14的另一端、高精度电压基准源v1的阳极a端、信号地连接,限流电阻r12的另一端分别与限流电阻r13的另一端、稳压二极管d11的阴极、高精度电压基准源v1的阴极c端连接,稳压二极管d11的阳极分别与光电耦合器
b1的输入端1 、光电耦合器b1的输入端2 连接,光电耦合器b1的输入端1-分别与光电耦合器b1的输入端2-、信号地连接。光电耦合器b1的输出端1c分别与分压限流电阻r14的一端、分压限流电阻r15的一端、滤波电容c15的一端连接、输出高端vd1连接,分压限流电阻r14的另一端与输入正端vc2 连接,光电耦合器b1的输出端1e分别与分压限流电阻r15的另一端、滤波电容c15的另一端、输入负端vc2-连接,光电耦合器b1的输出端2c分别与分压限流电阻r16的一端、分压限流电阻r17的一端、滤波电容c16的一端连接、输出高端vd2连接,分压限流电阻r16的另一端与输入正端vc3 连接,光电耦合器b1的输出端2e分别与分压限流电阻r17的另一端、滤波电容c16的另一端、输入负端vc3-连接。
27.二级稳压滤波输出电路中,输入正端vc1 分别与低压差稳压器u4的in端、低压差稳压器u4的en端连接,低压差稳压器u4的out端分别与分压采样电阻r18的一端、输出滤波电容c17的一端、输出高端vout1连接,分压采样电阻r18的另一端分别与低压差稳压器u4的adj端、分压采样电阻r19的一端连接,低压差稳压器u4的gnd端分别与输入负端vc1-、分压采样电阻r19的另一端、输出滤波电容c17的另一端连接,输入正端vc2 与低压差稳压器u5的in端连接,输入高端vd1与低压差稳压器u5的en端连接,低压差稳压器u5的out端分别与分压采样电阻r20的一端、输出滤波电容c18的一端、负载电阻rl1的一端、输出高端vout2连接,分压采样电阻r20的另一端分别与低压差稳压器u5的adj端、分压采样电阻r21的一端连接,低压差稳压器u5的gnd端分别与输入负端vc2-、分压采样电阻r21的另一端、输出滤波电容c18的另一端、负载电阻rl1的另一端连接,输入正端vc3 与低压差稳压器u6的in端连接,输入高端vd2与低压差稳压器u6的en端连接,低压差稳压器u6的out端分别与分压采样电阻r22的一端、输出滤波电容c19的一端、负载电阻rl2的一端、输出高端vout3连接,分压采样电阻r22的另一端分别与低压差稳压器u6的adj端、分压采样电阻r23的一端连接,低压差稳压器u6的gnd端分别与输入负端vc3-、分压采样电阻r23的另一端、输出滤波电容c19的另一端、负载电阻rl2的另一端连接。
28.一种弹载二次电源多路输出时序控制方法中,输入vin进入输入反接保护及emi滤波电路中在实现反接保护功能的同时进行输入共模信号及差模信号滤波。emi滤波电路一方面滤掉进线上引入的外部电磁干扰,另一方面抑制高频信号电路向外部发出电磁干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。输入vin首先进入输入反接保护及emi滤波电路中,瞬态电压抑制二极管d1与瞬态电压抑制二极管d2可抑制正向及反向的输入瞬态干扰电压,当输入vin反向接入时,瞬态电压抑制二极管d2反偏截止,n沟道场效应管s1截止,当输入vin正向接入时,理想二极管控制器u1驱动n沟道场效应管s1导通,实现输入反接保护功能。输入vin进入emi滤波电路中进行输入共模信号及差模信号滤波,其中,共模电感l1、差模电容c2与差模电容c3组成第一级共模差模信号滤波电路,差模电感l2、共模电容c4与共模电容c5组成第二级共模差模信号滤波电路。emi滤波电路一方面滤掉进线上引入的外部电磁干扰,另一方面抑制高频信号电路向外部发出电磁干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。输入vin经输入反接保护及emi滤波电路后输出va,分别送入掉电保持及预稳压电路和多路隔离输出时序控制电路中。
29.输入反接保护及emi滤波电路输出va进入掉电保持及预稳压电路,输入电压va首先经掉电保持电路中的限流电阻r2和限流电阻r3给储能电容c6和储能电容c7充电,由于前端反接保护电路的作用,储能电容c6和储能电容c7在输入va掉电时可经整流二极管d4给后
端电路供电实现掉电保持功能。输入电压va同时进入预稳压电路中,同步开关升降压控制器u2通过控制n沟道场效应管s2,n沟道场效应管s3,n沟道场效应管s4及n沟道场效应管s5的导通或截止实现同步开关升降压变换实现宽范围输入预稳压功能。同步开关升降压控制器u2通过分压电阻r4和分压电阻r5实现欠压保护功能,通过电流采样电阻r6以及分压采样电阻r7、分压采样电阻r8实现电流和电压闭环反馈,可快速精确完成开关稳压调整输出vb。
30.掉电保持及预稳压电路输出vb进入dc推挽隔离变换整流电路中,脉宽调制推挽控制器u3通过控制n沟道场效应管s6和n沟道场效应管s7的交替导通或截止将输入电压vb经高频开关变压器t1进行隔离变换再经整流滤波后输出多路隔离二次电压,其中高频开关变压器t1的次级绕组ns1输出经整流二极管d5和整流二极管d6整流后再经滤波电感l3和滤波电容c10完成lc滤波后输出vc1,高频开关变压器t1的次级绕组ns2输出经整流二极管d7和整流二极管d8整流后再经滤波电感l4和滤波电容c11完成lc滤波后输出vc2,高频开关变压器t1的次级绕组ns3输出经整流二极管d9和整流二极管d10整流后再经滤波电感l5和滤波电容c12完成lc滤波后输出vc3,输出二次电压vc1、输出二次电压vc2及输出二次电压vc3之间相互隔离。输出电压vc1送入二级稳压滤波输出电路中,输出电压vc2和输出电压vc3分别同时送入多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路中。
31.多路隔离输出时序控制电路中,高精度电压基准源v1的基准端ref通过分压限流电阻r9、分压限流电阻r10和分压限流电阻r11采样输入电压va,并经储能延时电容c13和储能延时电容c14延时充电,当高精度电压基准源v1的基准端ref电压小于设定值时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端为高电平,此时光电耦合器b1的输入端导通,输出vd1和输出vd2经光耦的输出端饱和导通拉至低电平,当高精度电压基准源v1的基准端ref电压达到设定值时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端输出低电平,此时,稳压二极管d11和光电耦合器b1的输入端截止,进而光电耦合器b1的输出端截止,输出vd1经分压限流电阻r14与分压限流电阻r15分压后上拉至输入电压vc2,输出vd2经分压限流电阻r16与分压限流电阻r17分压后上拉至输入电压vc3。
32.二级稳压滤波输出电路中,输入电压vc1经低压差稳压器u4稳压滤波后输出vout1,输入电压vc2经低压差稳压器u5稳压滤波后输出vout2,输入电压vc3经低压差稳压器u6稳压滤波后输出vout3。低压差稳压器u4的en端直接上拉至in断,当输入电压vc1有效时,输出vout1即有效,低压差稳压器u5的en端受输入电压vd1控制,当且仅当输入电压vc2和输入电压vd1同时有效时,输出vout2才有效,同理,低压差稳压器u6的en端受输入电压vd2控制,当且仅当输入电压vc3和输入电压vd2同时有效时,输出vout3才有效。
33.弹载计算机二次电源上电时,输入电压vin经输入反接保护及emi滤波电路后输出电压va,当输入电压va从零电压上升至大于掉电保持及预稳压电路的欠压保护电压设定值时,预稳压电路输出电压vb有效,输出电压vb进入dc推挽隔离变换整流电路经推挽隔离变换整流后输出3路隔离二次电压vc1、二次电压vc2以及二次电压vc3。输出电压vc1经二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u4稳压调整后输出vout1,输出vout1上电完成,此时多路隔离输出时序控制电路中的高精度电压基准源v1的ref端电压小于设定值,高精度电压基准源v1的输出阴极c端为高电平,光电耦合器b1的输入端导通,输出vd1和输出vd2为低电平,二级稳压滤波输出电路中的低压差稳压器u5和低压差稳压器u6输出禁止;随着输入电压va继续上升,当多路隔离输出时序控制电路中的高精度电压基准源v1的ref端电压经rc
延时充电达到设定值时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端输出低电平,稳压二极管d11截止,光电耦合器b1的输入端截止,输出vd1为高电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u5输出vout2有效,同理,输出vd2为高电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u6输出vout3有效,此时输出vout2与输出vout3上电完成,至此实现输出vout1超前输出vout2和输出vout3上电功能。随着输入电压va继续上升至额定电压,储能电容c6和储能电容c7上的电压也由va经限流电阻r2和限流电阻r3充电至额定电压。
34.弹载计算机二次电源下电时,输入电压va从额定电压开始下降,由于前端反接保护电路的作用,储能电容c6和储能电容c7的能量经整流二极管d4支路从额定电压开始放电给后端电路确保其在一定时间(几十ms)内正常工作。随着输入电压va继续下降,当多路隔离输出时序控制电路中的高精度电压基准源v1的ref端电压小于其设定值时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端输出高电平,光电耦合器b1的输入端导通,输出vd1和输出vd2为低电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u5和低压差稳压器u6输出禁止,此时输出vout2与输出vout3下电完成,当输出vout2与输出vout3的负载为容性轻负载时,增加负载电阻rl1和负载电阻rl2可加速其下电。此时,由于掉电保持及宽范围预稳压电路的输出正常,因此输出vout1仍有效,当储能电容c6和储能电容c7的电压放电至小于掉电保持及预稳压电路的欠压保护电压设定值时,预稳压电路输出电压vb禁止,进而dc推挽隔离变换整流电路的输出vc1禁止,二级稳压滤波输出电路中的低压差稳压器u4输出禁止,此时输出vout1下电完成,至此实现输出vout1滞后输出vout2和输出vout3下电功能。
35.具体实施方式:
36.一种弹载二次电源多路输出时序控制方法应用于包括输入反接保护及emi滤波电路、掉电保持及预稳压电路、dc推挽隔离变换整流电路、多路隔离输出时序控制电路、二级稳压滤波输出电路的电路。其中,输入反接保护及emi滤波电路,包括:瞬态电压抑制二极管d1,瞬态电压抑制二极管d2,理想二极管控制器u1,稳压二极管d3,n沟道场效应管s1,限流电阻r1,滤波电容c1,共模电感l1,差模电容c2,差模电容c3,差模电感l2,共模电容c4,共模电容c5。掉电保持及预稳压电路,包括:限流电阻r2,限流电阻r3,储能电容c6,储能电容c7,整流二极管d4,同步开关升降压控制器u2,n沟道场效应管s2,n沟道场效应管s3,n沟道场效应管s4,n沟道场效应管s5,储能电感l2,分压电阻r4,分压电阻r5,滤波电容c8,电流采样电阻r6,分压采样电阻r7,分压采样电阻r8,滤波电容c9。dc推挽隔离变换整流电路,包括:脉宽调制推挽控制器u3,n沟道场效应管s6,n沟道场效应管s7,高频开关变压器t1,整流二极管d5,整流二极管d6,整流二极管d7,整流二极管d8,整流二极管d9,整流二极管d10,滤波电感l3,滤波电感l4,滤波电感l5,滤波电容c10,滤波电容c11,滤波电容c12。多路隔离输出时序控制电路,包括:高精度电压基准源v1,光电耦合器b1,分压限流电阻r9,分压限流电阻r10,分压限流电阻r11,储能延时电容c13,储能延时电容c14,限流电阻r12,限流电阻r13,稳压二极管d11,分压限流电阻r14,分压限流电阻r15,分压限流电阻r16,分压限流电阻r17,滤波电容c15,滤波电容c16。二级稳压滤波输出电路,包括:低压差稳压器u4,低压差稳压器u5,低压差稳压器u6,分压采样电阻r18,分压采样电阻r19,分压采样电阻r20,分压采样电阻r21,分压采样电阻r22,分压采样电阻r23,输出滤波电容c17,输出滤波电容c18,输出滤波电容c19,负载电阻rl1,负载电阻rl2。
37.输入反接保护及emi滤波电路的输出端与掉电保持及预稳压电路的输入端和多路
隔离输出时序控制电路的输入端连接,掉电保持及预稳压电路的输出端与
38.dc推挽隔离变换整流电路的输入端连接,dc推挽隔离变换整流电路的输出端与多路隔离输出时序控制电路的输入端和二级稳压滤波输出电路的输入端连接,多路隔离输出时序控制电路的输出端与二级稳压滤波输出电路的输入端连接。
39.输入反接保护及emi滤波电路中,瞬态电压抑制二极管d1的阴极与输入高端vin 连接,理想二极管控制器u1的in端分别与输入高端vin 、理想二极管控制器u1的source端、n沟道场效应管s1的源极、稳压二极管d3的阳极连接,n沟道场效应管s1的栅极分别与稳压二极管d3的阴极、理想二极管控制器u1的gate端连接,n沟道场效应管s1的漏极分别与理想二极管控制器u1的out端、滤波电容c1的一端、差模电容c2的一端、共模电感l1的输入正端连接,瞬态电压抑制二极管d1的阳极与瞬态电压抑制二极管d2的阳极连接,瞬态电压抑制二极管d2的阴极分别与理想二极管控制器u1的vss端、限流电阻r1的一端、滤波电容c1的另一端连接,共模电感l1的输入负端分别与差模电容c2的另一端、限流电阻r1的另一端、输入地vin-连接,共模电感l1的输出正端分别与差模电感l2的一端、差模电容c3的一端连接,差模电感l2的另一端分别与共模电容c4的一端、输出高端va连接,共模电容c4的另一端分别与共模电容c5的一端、机壳地连接,共模电容c5的另一端分别与共模电感l1的输出负端、差模电容c3的另一端、信号地连接。
40.掉电保持及预稳压电路中,输入高端va分别与限流电阻r2的一端、限流电阻r3的一端、整流二极管d4的阴极、分压电阻r4的一端、滤波电容c8的一端、n沟道场效应管s2的漏极连接,限流电阻r2的另一端分别与限流电阻r3的另一端、整流二极管d4的阳极、储能电容c6的正端、储能电容c7的正端连接,分压电阻r4的另一端分别与同步开关升降压控制器u2的run端、分压电阻r5的一端连接,分压电阻r5的另一端分别与储能电容c6的负端、储能电容c7的负端、滤波电容c8的另一端、信号地连接,n沟道场效应管s2的源极分别与储能电感l2的一端、n沟道场效应管s4的漏极连接,储能电感l2的另一端分别与n沟道场效应管s3的源极、n沟道场效应管s5的漏极连接,n沟道场效应管s4的源极分别与n沟道场效应管s5的源极、电流采样电阻r6的一端、同步开关升降压控制器u2的isense 端连接,电流采样电阻r6的另一端分别与同步开关升降压控制器u2的isense-端、同步开关升降压控制器u2的gnd端、信号地连接,n沟道场效应管s2的栅极与同步开关升降压控制器u2的tg1端连接,n沟道场效应管s4的栅极与同步开关升降压控制器u2的bg1端连接,n沟道场效应管s3的栅极与同步开关升降压控制器u2的tg2端连接,n沟道场效应管s5的栅极与同步开关升降压控制器u2的bg2端连接,
41.n沟道场效应管s3的漏极分别与分压采样电阻r7的一端、滤波电容c9的一端、输出高端vb连接,分压采样电阻r7的另一端分别与同步开关升降压控制器u2的vsense端、分压采样电阻r8的一端连接,分压采样电阻r8的另一端分别与滤波电容c9的另一端、信号地连接。
42.dc推挽隔离变换整流电路中,输入高端vb分别与脉宽调制推挽控制器u3的vcc端、高频开关变压器t1的初级绕组np1的2端连接,高频开关变压器t1的初级绕组np1的1端与n沟道场效应管s6的漏极连接,高频开关变压器t1的初级绕组np1的3端与n沟道场效应管s7的漏极连接,n沟道场效应管s6的源极分别与n沟道场效应管s7的源极、脉宽调制推挽控制器u3的gnd端、信号地连接。n沟道场效应管s6的栅极与脉宽调制推挽控制器u3的pwm1端连
接,n沟道场效应管s7的栅极与脉宽调制推挽控制器u3的pwm2端连接,高频开关变压器t1的次级绕组ns1的4端与整流二极管d5的阳极连接,整流二极管d5的阴极分别与整流二极管d6的阴极、滤波电感l3的一端连接,整流二极管d6的阳极与高频开关变压器t1的次级绕组ns1的6端连接,滤波电感l3的另一端分别与滤波电容c10的一端、输出正端vc1 连接,滤波电容c10的另一端分别与高频开关变压器t1的次级绕组ns1的5端、输出负端vc1-连接,
43.高频开关变压器t1的次级绕组ns2的7端与整流二极管d7的阳极连接,整流二极管d7的阴极分别与整流二极管d8的阴极、滤波电感l4的一端连接,整流二极管d8的阳极与高频开关变压器t1的次级绕组ns2的9端连接,滤波电感l4的另一端分别与滤波电容c11的一端、输出正端vc2 连接,滤波电容c11的另一端分别与高频开关变压器t1的次级绕组ns2的8端、输出负端vc2-连接,
44.高频开关变压器t1的次级绕组ns3的10端与整流二极管d9的阳极连接,整流二极管d9的阴极分别与整流二极管d10的阴极、滤波电感l5的一端连接,整流二极管d10的阳极与高频开关变压器t1的次级绕组ns3的12端连接,滤波电感l5的另一端分别与滤波电容c12的一端、输出正端vc3 连接,滤波电容c12的另一端分别与高频开关变压器t1的次级绕组ns3的11端、输出负端vc3-连接。
45.多路隔离输出时序控制电路中,输入高端va分别与分压限流电阻r9的一端、限流电阻r12的一端、限流电阻r13的一端连接,分压限流电阻r9的另一端与分压限流电阻r10的一端连接,分压限流电阻r10的另一端分别与高精度电压基准源v1的ref端、分压限流电阻r11的一端、储能延时电容c13的一端、储能延时电容c14的一端连接,分压限流电阻r11的另一端分别与储能延时电容c13的另一端、储能延时电容c14的另一端、高精度电压基准源v1的阳极a端、信号地连接,限流电阻r12的另一端分别与限流电阻r13的另一端、稳压二极管d11的阴极、高精度电压基准源v1的阴极c端连接,稳压二极管d11的阳极分别与光电耦合器b1的输入端1 、光电耦合器b1的输入端2 连接,光电耦合器b1的输入端1-分别与光电耦合器b1的输入端2-、信号地连接。光电耦合器b1的输出端1c分别与分压限流电阻r14的一端、分压限流电阻r15的一端、滤波电容c15的一端连接、输出高端vd1连接,分压限流电阻r14的另一端与输入正端vc2 连接,光电耦合器b1的输出端1e分别与分压限流电阻r15的另一端、滤波电容c15的另一端、输入负端vc2-连接,光电耦合器b1的输出端2c分别与分压限流电阻r16的一端、分压限流电阻r17的一端、滤波电容c16的一端连接、输出高端vd2连接,分压限流电阻r16的另一端与输入正端vc3 连接,光电耦合器b1的输出端2e分别与分压限流电阻r17的另一端、滤波电容c16的另一端、输入负端vc3-连接。
46.二级稳压滤波输出电路中,输入正端vc1 分别与低压差稳压器u4的in端、低压差稳压器u4的en端连接,低压差稳压器u4的out端分别与分压采样电阻r18的一端、输出滤波电容c17的一端、输出高端vout1连接,分压采样电阻r18的另一端分别与低压差稳压器u4的adj端、分压采样电阻r19的一端连接,低压差稳压器u4的gnd端分别与输入负端vc1-、分压采样电阻r19的另一端、输出滤波电容c17的另一端连接,输入正端vc2 与低压差稳压器u5的in端连接,输入高端vd1与低压差稳压器u5的en端连接,低压差稳压器u5的out端分别与分压采样电阻r20的一端、输出滤波电容c18的一端、负载电阻rl1的一端、输出高端vout2连接,分压采样电阻r20的另一端分别与低压差稳压器u5的adj端、分压采样电阻r21的一端连接,低压差稳压器u5的gnd端分别与输入负端vc2-、分压采样电阻r21的另一端、输出滤波电
容c18的另一端、负载电阻rl1的另一端连接,输入正端vc3 与低压差稳压器u6的in端连接,输入高端vd2与低压差稳压器u6的en端连接,低压差稳压器u6的out端分别与分压采样电阻r22的一端、输出滤波电容c19的一端、负载电阻rl2的一端、输出高端vout3连接,分压采样电阻r22的另一端分别与低压差稳压器u6的adj端、分压采样电阻r23的一端连接,低压差稳压器u6的gnd端分别与输入负端vc3-、分压采样电阻r23的另一端、输出滤波电容c19的另一端、负载电阻rl2的另一端连接。
47.一种弹载二次电源多路输出时序控制方法中,输入vin首先进入输入反接保护及emi滤波电路中,瞬态电压抑制二极管d1与瞬态电压抑制二极管d2可抑制正向及反向的输入瞬态干扰电压,当输入vin反向接入时,瞬态电压抑制二极管d2反偏截止,n沟道场效应管s1截止,当输入vin正向接入时,理想二极管控制器u1驱动n沟道场效应管s1导通,实现输入反接保护功能。输入vin进入emi滤波电路中进行输入共模信号及差模信号滤波,其中,共模电感l1、差模电容c2与差模电容c3组成第一级共模差模信号滤波电路,差模电感l2、共模电容c4与共模电容c5组成第二级共模差模信号滤波电路。emi滤波电路一方面滤掉进线上引入的外部电磁干扰,另一方面抑制高频信号电路向外部发出电磁干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。输入vin经输入反接保护及emi滤波电路后输出va,分别送入掉电保持及预稳压电路和多路隔离输出时序控制电路中。
48.掉电保持及预稳压电路中,输入电压va首先经掉电保持电路中的限流电阻r2和限流电阻r3给储能电容c6和储能电容c7充电,由于前端反接保护电路的作用,储能电容c6和储能电容c7在输入va掉电时可经整流二极管d4给后端电路供电实现掉电保持功能。输入电压va同时进入预稳压电路中,同步开关升降压控制器u2通过控制n沟道场效应管s2,n沟道场效应管s3,n沟道场效应管s4及n沟道场效应管s5的导通或截止实现同步开关升降压变换实现宽范围输入预稳压功能。同步开关升降压控制器u2通过分压电阻r4和分压电阻r5实现欠压保护功能,通过电流采样电阻r6以及分压采样电阻r7、分压采样电阻r8实现电流和电压闭环反馈,可快速精确完成开关稳压调整输出vb。
49.dc推挽隔离变换整流电路中,脉宽调制推挽控制器u3通过pwm1信号与pwm2信号分别控制n沟道场效应管s6和n沟道场效应管s7的交替导通或截止将输入电压vb经高频开关变压器t1进行隔离变换再经整流滤波后输出多路隔离二次电压,高频开关变压器t1的绕组包括1个初级绕组np1和3个次级绕组ns1、ns2和ns3,初级绕组np1的1端、初级绕组np1的2端、次级绕组ns1的4端、次级绕组ns1的5端、次级绕组ns2的7端、次级绕组ns2的8端、次级绕组ns3的10端及次级绕组ns3的11端为同名端。其中高频开关变压器t1的次级绕组ns1输出经整流二极管d5和整流二极管d6整流后再经滤波电感l3和滤波电容c10完成lc滤波后输出vc1,高频开关变压器t1的次级绕组ns2输出经整流二极管d7和整流二极管d8整流后再经滤波电感l4和滤波电容c11完成lc滤波后输出vc2,高频开关变压器t1的次级绕组ns3输出经整流二极管d9和整流二极管d10整流后再经滤波电感l5和滤波电容c12完成lc滤波后输出vc3,输出二次电压vc1、输出二次电压vc2及输出二次电压vc3之间相互隔离。输出电压vc1送入二级稳压滤波输出电路中,输出电压vc2和输出电压vc3分别同时送入多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路中。
50.多路隔离输出时序控制电路中,高精度电压基准源v1的基准端ref通过分压限流电阻r9、分压限流电阻r10和分压限流电阻r11采样输入电压va,并经
51.储能延时电容c13和储能延时电容c14延时充电,当高精度电压基准源v1的基准端ref电压小于设定值时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端为高电平,此时光电耦合器b1的输入端导通,输出vd1和输出vd2经光耦的输出端饱和导通拉至低电平,当高精度电压基准源v1的基准端ref电压达到设定值时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端输出低电平,此时光电耦合器b1的输入端截止,输出vd1经分压限流电阻r14与分压限流电阻r15上拉至高电平,输出vd2经分压限流电阻r16与分压限流电阻r17上拉至高电平。
52.二级稳压滤波输出电路中,输入电压vc1经低压差稳压器u4稳压滤波后输出vout1,输入电压vc2经低压差稳压器u5稳压滤波后输出vout2,输入电压vc3经低压差稳压器u6稳压滤波后输出vout3。低压差稳压器u4的en端直接上拉至in断,当输入电压vc1有效时,输出vout1即有效,低压差稳压器u5的en端受输入电压vd1控制,当且仅当输入电压vc2和输入电压vd1同时有效时,输出vout2才有效,同理,低压差稳压器u6的en端受输入电压vd2控制,当且仅当输入电压vc3和输入电压vd2同时有效时,输出vout3才有效。
53.弹载计算机二次电源上电时,输入电压vin经输入反接保护及emi滤波电路后输出电压va,当输入电压va从零电压上升至大于掉电保持及预稳压电路的欠压保护电压设定值(例如12v)时,掉电保持及预稳压电路的输出电压vb有效,输出电压vb进入dc推挽隔离变换整流电路经推挽隔离变换整流后输出3路隔离二次电压vc1、二次电压vc2以及二次电压vc3。输出电压vc1经二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u4稳压调整后输出vout1,输出vout1上电完成,此时多路隔离输出时序控制电路中的高精度电压基准源v1的ref端电压小于设定值(例如2.5v),高精度电压基准源v1的输出阴极c端为高电平,光电耦合器b1的输入端导通,输出vd1和输出vd2为低电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u5和低压差稳压器u6输出禁止;随着输入电压va继续上升,当多路隔离输出时序控制电路中的高精度电压基准源v1的ref端电压经rc延时充电达到设定值(例如2.5v)时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端输出低电平(小于2v),稳压二极管d11(例如3.5v)截止,光电耦合器b1的输入端截止,输出vd1为高电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u5输出vout2有效,同理,输出vd2为高电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u6输出vout3有效,此时输出vout2与输出vout3上电完成,至此实现输出vout1超前输出vout2和输出vout3上电功能。随着输入电压va继续上升至额定电压(例如28v),储能电容c6和储能电容c7上的电压也由va经限流电阻r2和限流电阻r3充电至额定电压。
54.弹载计算机二次电源下电时,输入电压va从额定电压(例如28v)开始下降,由于前端反接保护电路的作用,储能电容c6和储能电容c7的能量经整流二极管d4支路从额定电压(28v)开始放电给后端电路确保其在一定时间(几十ms)内正常工作。随着输入电压va继续下降,当多路隔离输出时序控制电路中的高精度电压基准源v1的ref端电压小于其设定值(例如2.5v)时,高精度电压基准源v1的输出阴极c端输出高电平,光电耦合器b1的输入端导通,输出vd1和输出vd2为低电平,二级稳压滤波输出电路的低压差稳压器u5和低压差稳压器u6输出禁止,此时输出vout2与输出vout3下电完成,当输出vout2与输出vout3的负载为容性轻负载时,增加负载电阻rl1和负载电阻rl2可加速其下电。此时,由于掉电保持及宽范围预稳压电路的输出vb正常,从而dc推挽隔离变换整流电路的输出vc1也正常,因此输出vout1仍有效,当储能电容c6和储能电容c7的电压放电至小于掉电保持及预稳压电路的欠压保护电压设定值(例如12v)时,掉电保持及宽范围预稳压电路输出电压vb禁止,进而dc推
挽隔离变换整流电路的输出vc1禁止,二级稳压滤波输出电路中的低压差稳压器u4输出禁止,此时输出vout1下电完成,至此实现输出vout1滞后输出vout2和输出vout3下电功能。
55.本发明采用多路隔离输出时序控制电路和二级稳压滤波输出电路实现弹载二次电源的多路隔离输出的上电时序控制功能,进一步再通过掉电保持及预稳压电路实现多路隔离输出的下电时序控制功能,具有负载特性影响小、控制精度及稳定性高、时序调整灵活、下电时序可控且能同时实现某路输出超前上电和滞后下电等特点。
56.以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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