一種調(diào)光系統(tǒng)用大功率高效電源驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)照明，尤其是用于飛機(jī)駕駛艙照明系統(tǒng)的調(diào)光系統(tǒng)用大功率高效電源驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)飛機(jī)照明調(diào)光控制系統(tǒng)，絕大部分采用線性調(diào)壓的驅(qū)動方式，隨著航空事業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有國內(nèi)外飛機(jī)廣泛采用高效DC/DC電源驅(qū)動或PWM驅(qū)動方式。高效DC/DC電源驅(qū)動電路具有設(shè)備尺寸小、效率高、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足現(xiàn)代飛機(jī)對于調(diào)光系統(tǒng)的要求。
[0003]目前，由于調(diào)光電路中輸入電源的波動性較大，低電壓輸入時要滿足調(diào)光亮度需求，穩(wěn)壓型DC/DC電源模塊不可避免，且目前市面上的DC/DC電源由于需要隔離，尺寸偏大，效率偏低，不宜在分路調(diào)光電路中使用。同時，由于電源特性的需要，電路中往往需采用大容量電容做儲能電路進(jìn)行欠壓保護(hù)。本發(fā)明通過采用非隔離式電源管理芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，在小體積、散熱面積有限的情況下，可以實(shí)現(xiàn)多路調(diào)光的電源驅(qū)動設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種調(diào)光系統(tǒng)用大功率高效電源驅(qū)動電路，解決現(xiàn)有調(diào)光驅(qū)動方式電源效率低，驅(qū)動功率小，發(fā)熱量嚴(yán)重的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種調(diào)光系統(tǒng)用大功率高效電源驅(qū)動電路，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)的控制端與電源芯片連接，其特征在于所述第一開關(guān)的一端與輸入電壓端連接，第一開關(guān)的另一端分別與第二開關(guān)的一端、第一二極管的陰極和電感器的一端連接，所述第二開關(guān)的另一端分別與第三開關(guān)的一端和第一二極管的陽極連接，第三開關(guān)的另一端分別與第四開關(guān)的一端、第二二極管的陽極和電感器的另一端連接，第四開關(guān)的另一端分別與第二二極管的陰極和輸出可調(diào)電壓端連接，輸出可調(diào)電壓端還通過電阻和電源芯片的FCB引腳連接。第一二極管的陽極還通過采樣電阻與電源芯片的接地端連接，電源芯片采樣電阻的兩端連接，用以對采樣電阻兩端的電壓進(jìn)行采樣。輸入電壓端和輸出可調(diào)電壓端還分別通過一電容接地。所述輸出可調(diào)電壓端還設(shè)有過壓保護(hù)電路。所述電源芯片型號為 LTC3780。
[0006]本發(fā)明提供了一種具有各種保護(hù)功能的大功率高效電源驅(qū)動模塊，采用電源芯片LTC3780，外圍電路采用四個同步開關(guān)管及電感器，實(shí)現(xiàn)升壓電路與降壓電路的連續(xù)轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電路的連續(xù)升降壓調(diào)壓功能，達(dá)到連續(xù)可調(diào)的輸出方式。本發(fā)明采用開關(guān)同步整流技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，功率密度高、體積小、輸出功率大、發(fā)熱量小、適應(yīng)性強(qiáng)，能夠根據(jù)不同的照明系統(tǒng)的要求，靈活的選擇調(diào)光。且設(shè)計(jì)有過流、過壓、欠壓保護(hù)功能、抗干擾能力強(qiáng)，能夠滿足軍用機(jī)內(nèi)外調(diào)光照明的需求。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明大功率高效電源驅(qū)動模塊的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0009]如圖1所示，是大功率高效電源驅(qū)動模塊的原理框圖。電路采用四個同步開關(guān)管及電感器，通過4個工作模式的狀態(tài)切換，實(shí)現(xiàn)升壓電路與降壓電路的連續(xù)轉(zhuǎn)換。從而完成在電壓輸入不穩(wěn)定的環(huán)境下輸出連續(xù)可調(diào)的電壓驅(qū)動。所有開關(guān)管及電路內(nèi)部供電通過另一個穩(wěn)壓芯片提供。故障保護(hù)電路包括過流過壓及欠壓保護(hù)。
[0010]采用電源芯片LTC3780，外圍電路采用四個同步開關(guān)管及電感器，實(shí)現(xiàn)升壓電路與降壓電路的連續(xù)轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電路的連續(xù)升降壓調(diào)壓功能，為提高效率，開關(guān)管選用導(dǎo)通電阻極小的MOS管，為達(dá)到可靠的散熱效果，印制板部件與鋁基板通過固態(tài)導(dǎo)熱劑緊密粘口 ο
[0011]電路采用凌特的電源芯片LTC3780，該電路的工作模式可通過芯片引腳FCB來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述電源芯片的各引腳設(shè)置可見
在降壓模式中，當(dāng)FCB引腳的電壓滿足0.85V〈VFCB〈5V的條件時，LTC3780工作在跳周期模式，在該模式中，同步開關(guān)B保持關(guān)斷狀態(tài)，直到電感器峰值電流超過其最大峰值電流的1/5為止。因此二極管Dl的額定電流值不低于最大負(fù)載電流的1/2。
[0012]在升壓模式中，當(dāng)FCB引腳的電壓高于5.3V時，LTC3780工作在不連續(xù)電流模式，同步開關(guān)D保持關(guān)斷狀態(tài)，直到電感器峰值電流超過其最大峰值電流的1/5為止，因此二極管D2的額定電流值不低于最大負(fù)載電流的1/3。
[0013]在降壓模式中，當(dāng)FCB引腳的電壓高于5.3V時，LTC3780工作在恒定頻率不連續(xù)電流模式，同步開關(guān)B保持接通狀態(tài)，直到電感器谷值電流低于代表負(fù)電感器電流水平的檢測電壓(VSENSE=-5mV)為止。開關(guān)A和B均處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0014]在升壓模式中，當(dāng)FCB引腳的電壓滿足0.85V<VFCB<5V的條件時，LTC3780工作在突發(fā)模式，在該模式中，控制器將峰值電感器電流嵌位在最大電感器電流的20%左右。輸出電壓紋波會有所增加。
[0015]為增大功率密度并減小印制板尺寸，同時盡量增大電路可靠性,輸入電容,輸出電容均采用的高耐壓、大容量、小體積、低ESR陶瓷電容，為更好的散熱，印制板部件與鋁基板通過固態(tài)導(dǎo)熱劑緊密粘合。
[0016]所述的保護(hù)電路包括上電保護(hù)電路和過流及過壓保護(hù)電路，主控制電路通過把芯片的開關(guān)引腳施加1.5V以上的電壓來使電路工作。上電瞬間，芯片內(nèi)部一個1.2uA的電流源負(fù)責(zé)對軟啟動電容器Cl進(jìn)行緩慢充電，以防止上電瞬時電流過大，過壓保護(hù)電路輸出電壓比較器進(jìn)行過壓保護(hù)，防止電壓過高輸出。同時通過外部采樣電阻進(jìn)行折返電流限制，達(dá)到電流過大時關(guān)斷輸出的作用。
[0017]最后，驅(qū)動模塊主要性能指標(biāo)如下:
輸入電壓范圍:5V-36V
輸出電壓范圍:1.25V一30V可調(diào)(輸出電壓可高于輸入電壓)
輸出最大電流:8A尺寸:小于1/4磚效率:90% — 95%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種調(diào)光系統(tǒng)用大功率高效電源驅(qū)動電路，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)的控制端與電源芯片連接，其特征在于所述第一開關(guān)的一端與輸入電壓端連接，第一開關(guān)的另一端分別與第二開關(guān)的一端、第一二極管的陰極和電感器的一端連接，所述第二開關(guān)的另一端分別與第三開關(guān)的一端和第一二極管的陽極連接，第三開關(guān)的另一端分別與第四開關(guān)的一端、第二二極管的陽極和電感器的另一端連接，第四開關(guān)的另一端分別與第二二極管的陰極和輸出可調(diào)電壓端連接，輸出可調(diào)電壓端還通過電阻和電源芯片的FCB引腳連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高效電源驅(qū)動模塊，其特征在于:第一二極管的陽極還通過采樣電阻與電源芯片連接，電源芯片采樣電阻的兩端連接，用以對采樣電阻兩端的電壓進(jìn)行采樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高效電源驅(qū)動模塊，其特征在于:輸入電壓端和輸出可調(diào)電壓端還分別通過一電容接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高效電源驅(qū)動模塊，其特征在于:所述輸出可調(diào)電壓端還設(shè)有過壓保護(hù)電路。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種調(diào)光系統(tǒng)用大功率高效電源驅(qū)動電路，其特征在于所述第一開關(guān)的一端與輸入電壓端連接，第一開關(guān)的另一端分別與第二開關(guān)的一端、第一二極管的陰極和電感器的一端連接，所述第二開關(guān)的另一端分別與第三開關(guān)的一端和第一二極管的陽極連接，第三開關(guān)的另一端分別與第四開關(guān)的一端、第二二極管的陽極和電感器的另一端連接，第四開關(guān)的另一端分別與第二二極管的陰極和輸出可調(diào)電壓端連接，第一二極管的陽極還通過采樣電阻與電源芯片的采樣端連接。本發(fā)明采用開關(guān)同步整流技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，功率密度高、體積小、輸出功率大、發(fā)熱量小、適應(yīng)性強(qiáng)，能夠根據(jù)不同的照明系統(tǒng)的要求，靈活的選擇調(diào)光。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN104661373
【申請?zhí)枴緾N201310587721
【發(fā)明人】鄧清余
【申請人】上海航空電器有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日