本文選題：機載電源　切入點：GJB151A　出處：《電子科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：開關電源由于具有體積小、效率高、成本低等優(yōu)點被廣泛用于機載電子設備中使用,而實際飛機供電存在過壓浪涌、欠壓浪涌、瞬時供電中斷等情況,同時開關電源本身在工作過程中會產生電磁噪聲,對機載敏感用電設備造成影響,為此機載電源必須滿足GJB181A飛機供電特性和GJB151A電磁兼容的相關規(guī)定。本文設計和實現一種小體積、寬輸入電壓、高效率、50ms掉電維持、低紋波和滿足電磁兼容的多路DC-DC輸出機載開關電源,論文主要研究內容和成果如下:1.針對小體積、寬輸入電壓要求,對比研究不同的拓撲結構最終確定單端反激結構實現4路DC-DC小型化設計。重點對單端反激變壓器的設計及外圍PWM反饋控制、電流采樣、斜坡補償和RCD吸收電路等進行研究,結合50ms掉電維持電路設計使得輸入電壓寬達10V~50V。2.針對高效率要求,研究開關電源中的損耗組成和影響因素以指導電路設計和元器件選型。研究單端反激同步整流結構和跳頻控制模式Buck供電電路,最終實現總功率33W效率高達到85%的電路設計。3.針對50ms掉電維持和12V電啟動要求,提出基于鉭電容儲能,采用充電電路→儲能電容→放電電路的結構實現電路設計。該方法大大降低了儲能電容容量、體積和成本,同時通過控制占空比實現了充電浪涌電流限制。研究了電容放電結束時輸出振蕩的現象并設計寬滯回電壓欠壓保護電路進行控制。放電電路的升降壓特性實現了12V電啟動,最終電路浪涌電流僅為0.5A,充電時間小于3s,斷電維持無輸出振蕩現象。4.針對低輸出紋波和電磁兼容要求,對紋波形成機理,多路輸出竄擾、拍頻干擾影響因素進行研究并提出濾波、接地等措施;分析了開關電源中的主要噪聲干擾源和EMI濾波器原理,對共模干擾和差模干擾的流動路徑和EMI濾波器的等效電路進行了研究,采用對比試驗的方法設計EMI濾波器的參數。最終產品紋波小于20mV,通過了電磁兼容試驗。論文還從可靠性角度進行了輸出過壓、狀態(tài)指示等保護功能電路的設計和仿真,并進行了降額、熱設計、結構設計和容差分析等可靠性設計,最終實現高可靠機載開關電源的研制。
[Abstract]:Switching power supply with small volume, high efficiency and low cost has been widely used for airborne electronic equipment, and the actual existence of aircraft power supply overvoltage surge, undervoltage surge, instantaneous power interruption, and switching power supply itself in the work process will produce electromagnetic noise for airborne sensitive electrical equipment caused by the impact, so Airborne the power supply must meet the relevant provisions of the aircraft power supply characteristics and GJB151A electromagnetic compatibility GJB181A. We design and implement a small volume, wide input voltage, high efficiency, low ripple 50ms power down to maintain, and meet the multi-channel DC-DC output switching power supply of airborne magnetic compatibility, the main research contents and results are as follows: 1. for small volume, wide the input voltage requirements, comparison of different topologies and ultimately determine the implementation of single end flyback structure 4 DC-DC miniaturization design. Focus on the single end flyback transformer design and The peripheral PWM feedback control, current sampling of slope compensation and RCD absorption circuit, power circuit design combined with 50ms to maintain the input voltage up to 10V~50V.2. wide for high efficiency, composition and effect of loss factor in the switching power supply in order to guide the circuit design and component selection of single ended flyback synchronous rectifier and frequency hopping control structure Buck mode power supply circuit, finally realizes the circuit design of.3. 33W total power efficiency reached 85% for 50ms and 12V electric power down to maintain the starting requirements, proposed based on the tantalum capacitor, charging circuit, energy storage capacitor structure, discharge circuit circuit design. This method greatly reduces the storage capacity, size and at the same time cost by controlling the duty cycle for the charging inrush current limiting. At the end of the capacitor discharge output oscillation phenomenon and design of wide hysteresis voltage undervoltage protection The control circuit of the discharge circuit protection. The lifting pressure characteristics of the 12V electric start, the final circuit surge current is only 0.5A, the charging time is less than 3S, no output power to maintain oscillation of.4. for low output ripple and electromagnetic compatibility requirements, the formation mechanism of multi output ripple, crosstalk, on beat interference factors and propose filtering, grounding measures; analysis of the switching power supply in the main noise source and the principle of EMI filter, the equivalent circuit of the common mode interference and differential mode interference flow path and EMI filter are studied, the parameters of design than the test method of EMI filter. The final product ripple is less than 20mV, through the electromagnetic compatibility from the perspective of reliability test. The paper also makes the output overvoltage, circuit design and simulation function of state indication protection, and by reducing the amount of thermal design, analysis, structure design and tolerance And so on reliability design, and finally realize the development of high reliable airborne switching power supply.

【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V243

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本文編號：1611894