数字化电源模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字化电源模块，包含温度电压采样控制电路、CPLD控制电路和DC/DC转换控制电路，其特征在于所述温度电压采样控制电路用于采集周围环境的温度值以及输入的电压值，当温度值和/或电压值出现异常时向CPLD控制电路输出异常信号；所述CPLD控制电路用于在持续一段时间接收到异常信号后，则发出关机信号给DC/DC转换电路，DC/DC转换电路在接收到关机信号后停止给后端的用电设备供电。本实用新型专利技术具有稳定的控制保护BIT功能，有效减小了二次电源控保电路虚警率较高的问题。

Digital Power Supply Module

The utility model discloses a digital power supply module, which comprises a temperature and voltage sampling control circuit, a CPLD control circuit and a DC/DC conversion control circuit, and is characterized in that the temperature and voltage sampling control circuit is used to collect the temperature value of the surrounding environment and the input voltage value, and the abnormal signal is output to the CPLD control circuit when the temperature value and/or voltage value are abnormal. The circuit is used to send off signal to DC/DC conversion circuit after receiving abnormal signal for a period of time. DC/DC conversion circuit stops power supply to back-end electrical equipment after receiving the shutdown signal. The utility model has stable control and protection BIT function, and effectively reduces the problem of high false alarm rate of secondary power supply control and protection circuit.

【技术实现步骤摘要】
数字化电源模块
本技术属于航空电子工程领域。
技术介绍
在高可靠性供电的航空电子设备中，一般要求用电设备内部二次电源转换电路/电源模块具备完善的BIT状态指示，合理的上下电时序，并为后端航电模块提供合理时长的上电复位时间。此外，二次电源(电源模块)还具备防电源反接(直流28V输入)、浪涌电流抑制以及输入掉电维持等功能。为了实现电源模块外部BIT状态指示以及上下电时序的要求，现有的航空电子设备二次电源控制电路一般以模拟电路为主，通过限流电阻匹配储能电容，计算合理的时间常数来设置BIT及上下电的时序，控制上电复位时间。该方式的优点是电路简单易实现，缺点是电容器误差较大，特别在低温环境下，延时时间偏差较大，甚至出现时序错乱导致BIT虚警。此外，大量分立器件的增加了电路不稳定性，影响模块可靠性，增加维护成本。为实现机上用电设备自检需求，电源模块需要输出若干BIT以及上下电控制信号，主要包括启动信号、复位信号、关机信号、以及故障信号。时序如图1所示，各类时间累计误差不超过1ms。鉴于BIT虚警的危害性，新型号已经对BIT输出的稳定性、准确性提出了更高的要求。因此，如何升级传统的控制电路已经成为机载二次电源模块设计时必须面对的问题。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于提供一种数字化电源模块，作为用电设备二次电源，有效抑制了二次电源的BIT虚警以及时序错误，提高了用电设备的稳定性。本技术的专利技术目的通过以下技术方案实现：一种数字化电源模块，包含温度电压采样控制电路、CPLD控制电路和DC/DC转换控制电路，其特征在于所述温度电压采样控制电路用于采集周围环境的温度值以及输入的电压值，当温度值和/或电压值出现异常时向CPLD控制电路输出异常信号；所述CPLD控制电路用于在持续一段时间接收到异常信号后，则发出关机信号给DC/DC转换电路，DC/DC转换电路在接收到关机信号后停止给后端的用电设备供电。优选地，温度电压采样控制电路包含温度采集单元和电压采集单元；温度采集单元包含温度传感器、电压比较器、电阻R28，温度传感器将温度值转换成电流信号，再经过采样电阻R28转换成第一电压值，电压比较器将基准电压值与第一电压值进行比较，若第一电压值大于基准电压值，电压比较器输出低电平，否则输出高电平；电压采集单元包含电压监测器D3，若输入电压监测器的电压超过一定阈值，电压监测器输出低电平，否则输出高电平。优选地，CPLD控制电路在发出关机信号时，还向后端的用电模块发出上电复位信号，用于后端的用电模块上电复位用。优选地，DC/DC转换控制电路包含维持模块、DC/DC转换模块和电容C7；外部电源正常上电时，主电源通过维持模块对电容C7充电，DC/DC转换模块将外部电源转换后输出给后端的用电模块；外部电源下电时，DC/DC转换模块电容控制C7对后端的用电模块放电；当DC/DC转换模块接收到CPLD控制电路输出的关机信号后，关断对后端的用电模块的用电输出。本专利技术的有益效果在于：可以实现航空器供电电源特性要求下的二次电源转换功能，工作稳定、可靠；同时也证明该模块控制电路具有稳定的控制保护BIT功能，有效减小了二次电源控保电路虚警率较高的问题。同时，该数字化模块电源还实现了二次电源模块小型化的设计要求。在航空电子产品的二次电源中，运用该数字化模块电源可以使产品满足GJB181、DO160中电源特性的相关规范要求。附图说明图1电源模块控制时序图；图2为数字化模块电源的结构示意图；图3为温度电压采样控制电路的结构示意图；图4为CPLD控制电路的结构示意图；图5为DC/DC转换控制电路的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本实施例所示数字化电源模块由温度电压采样控制电路、CPLD控制电路和DC/DC转换控制电路组成，参见图2所示。温度电压采样控制电路用于采集周围环境的温度值以及输入的电压值，当温度值和/或电压值出现异常时向CPLD控制电路输出异常信号；CPLD控制电路用于在持续一段时间接收到异常信号后，则发出关机信号给DC/DC转换电路，DC/DC转换电路在接收到关机信号后停止给后端的用电设备供电。作为参考示例，温度电压采样控制电路如图3所示，由温度传感器、电压监测器、电压比较器、电容器和电阻器组成。其中温度传感器V24、电压比较器D2、电阻器R28～R30以及电容器C30组成了温度采样单元。温度传感器V24(AD590LH)将温度值转换成电流信号，再经过采样电阻R28转换成电压信号，当外部温度高于100℃时，温度传感器V24的2脚采样电压会大于基准电压Vref(2.5V)，此时比较器翻转，温度过高(OHPI)信号为低电平送至CPLD控制电路。电压监测器D3(SG1548J)、电阻器R31～R34以及电容器C31、C32组成了电压采样单元。电压监测器D3的4脚(电源电压)为控制电源+5VD1，主电源+5VD采样通过电阻R33、R34分压送至电压监测器D3(SG1548J)的11脚(检测端)。正常情况下11脚的输入电压为2.5V，当主电源+5VD的输出值偏差超过±10％，11脚的输入电压等比例变化达到触发值，9、10脚的输出超差(OUVI)信号翻转为低电平送至CPLD控制电路。作为参考示例，CPLD控制电路参见图4所示，主要由CPLD、晶振、电阻器以及电容器组成。A3为CPLD器件，电容器C4、C5、C10、C11、C22～C25为电源3.3V电源滤波电容，电阻器R2以及R4～R7为I/O口上拉电阻，晶振G1、电容器C1、C2、电阻器R1组成了外部晶振电路，电阻器R2以及电容器C3组成了清零电路，为CPLD提供上电复位信号。CPLD接收到温度电压采样控制电路送来的温度过高(OHPI)、输出超差(OUVI)信号，当两路信号中的任一信号为低，且持续55ms以上时，CPLD会通过内部软件处理，判定为电源故障，将输出的关机信号(POFF)置0，送至DC/DC转换电路。上电复位信号(PSET)为CPLD向电源模块外部输出的离散量信号，+5VD1电源建立后，CPLD会通过内部软件处理，PSET端口送出持续30ms以上的低电平信号，用于后端模块上电复位用。作为参考示例，DC/DC转换控制电路如图4，由维持模块、DC/DC转换模块、二极管、电阻器以及电容器组成。其中维持模块A1，电容器C6、C7，电阻器R3、二极管V5、V6组成了掉电维持电路。正常上电时，主电源通过维持模块A1(ZHHU36160A)对储能电容C7充电，充电电压为36V，由A1内部控制，R3为充电限流电阻。外部电源下电时，A2内部切换为放电模式，控制电容C7放电，通过放电二极管V6对后端负载快速放电以实现掉电维持的功能。维持时间T的计算公式为T＝C(V02-Vmin2)/2Pi,其中V0为充电电压取36V，Vmin为DC/DC模块的最低输入电压取10V，Pi为后端负载功率，C为储能电容容值，可以通过设置合理的容值来实现对应的掉电维持时间。肖特基二极管V5起到防反接功能，电容器C8、C9为滤波电容，C8为渡跃电容，取值不小于100uf/63V，以克服A1的切换瞬间掉电时间。DC/DC模块A2以及电容器C14～C18、C20、C21组成DC/DC转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字化电源模块，包含温度电压采样控制电路、CPLD控制电路和DC/DC转换控制电路，其特征在于所述温度电压采样控制电路用于采集周围环境的温度值以及输入的电压值，当温度值和/或电压值出现异常时向CPLD控制电路输出异常信号；所述CPLD控制电路用于在持续一段时间接收到异常信号后，则发出关机信号给DC/DC转换电路，DC/DC转换电路在接收到关机信号后停止给后端的用电设备供电。

【技术特征摘要】
1.一种数字化电源模块，包含温度电压采样控制电路、CPLD控制电路和DC/DC转换控制电路，其特征在于所述温度电压采样控制电路用于采集周围环境的温度值以及输入的电压值，当温度值和/或电压值出现异常时向CPLD控制电路输出异常信号；所述CPLD控制电路用于在持续一段时间接收到异常信号后，则发出关机信号给DC/DC转换电路，DC/DC转换电路在接收到关机信号后停止给后端的用电设备供电。2.根据权利要求1所述的一种数字化电源模块，其特征在于所述温度电压采样控制电路包含温度采集单元和电压采集单元；温度采集单元包含温度传感器、电压比较器、电阻R28，温度传感器将温度值转换成电流信号，再经过采样电阻R28转换成第一电压值，电压比较器将基准电压值与第一电压值进行比较，若第一电压值大于基准电压值，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：边宁，孙亚，武强，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31