正弦交流电源模块的制作方法

本实用新型涉及航空电子产品飞控系统领域，特别涉及一种为速率陀螺组件、驾驶杆组件以及油门台组件等提供高精度、高可靠性的正弦交流电源模块。
背景技术：
：随着飞机的复杂程度和技术含量越来越高，对航空电子产品的技术要求不断提升，速率陀螺组件、驾驶杆组件等供电是否稳定可靠直接关系到飞行安全。因此高精度、高可靠性的正弦交流电源是速率陀螺组件、驾驶杆组件等稳定可靠工作的必要条件，是飞控系统获取准确速率陀螺、驾驶杆等采样信息的基本保障。传统电源模块采用8位D/A转换器导致正弦波形不够平滑、精度差；仅存储单一正弦数据，无法满足电源拉偏测试要求；采用普通功率运放，无法设置限流保护点导致可靠性低。技术实现要素：针对现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种正弦交流电源模块，通过时序控制电路实现正弦交流电源模块输出的电源具有高精度、高可靠性的特点，通过功率放大电路实现过流保护功能，通过控制信号控制EEPROM输出不同的波形。本实用新型的发明目的通过以下技术方案实现：一种正弦交流电源模块，包含时序控制电路、数据存储电路、D/A转换电路、运算放大电路、功率放大电路以及电压基准电路；时序控制电路包含计数器和晶振，由计数器对晶振控制实现分频产生交流电源频率，根据交流电源频率驱动数据存储电路提供正弦数据以及向D/A转换电路提供的时序控制；数据存储电路用于存储若干组正弦数据；D/A转换电路用于根据时序控制将数据存储电路输出的正弦数据以电压基准电路提供的电压为基准实现数模转换，输出模拟正弦电压；运算放大电路用于将D/A转换电路输出的模拟正弦电压与电压基准电路提供的基准电压进行电压放大与正弦波中心点调零，输出中心点在0V的正弦交流电压；功率放大电路包含功率运放，功率运放用于将运算放大电路输出的中心点在0V的正弦电压进行电流放大输出最终的正弦交流电压。优选地，数据存储电路有3个地址选择线，通过对3个地址选择线的控制实现不同幅度的正弦数据输出。优选地，数据存储电路中存储的正弦数据包含用于正常使用的正弦数据和用于拉偏测试的正弦数据。优选地，功率放大电路还包含限流电路，限流电路用于对功率运放输出的正弦交流电压进行限流。附图说明图1为正弦交流电源模块的功能框图；图2为正弦交流电源模块的电路结构示意图；图3为正弦交流电源模块的封装示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本实施例以7Vrms/1800Hz正弦交流电源为例进行说明，见图1和图2。正弦交流电源由时序控制电路、数据存储电路、D/A转换电路、运算放大电路、功率放大电路以及电压基准电路组成。数据储存电路主要EEPROM芯片(D3)组成，在EEPROM芯片(D3)存储了四组正弦查表数据(四组正弦查表数据在EEPROM芯片焊接前完成离线烧写)，通过高两位地址线控制输出三种幅值(正常使用幅值存储两组相同数据，另外两组数据用于拉偏测试)。4组正弦查表数据的幅值输出控制逻辑见表1。XVAC-SEL1XVAC-SEL2XVAC-SEL3XVrms-OUT0XX正常值100正常值101拉偏小值110拉偏大值111正常值表1时序控制电路主要由计数器芯片(D2)和晶振芯片(G1)组成，由计数器对晶振控制实现分频产生交流电源频率，根据交流电源频率驱动数据存储电路提供正弦数据以及向D/A转换电路提供时序控制；D/A转换电路是正弦交流电源设计的核心，选用AD7837芯片(D4)。时序控制电路为D/A转换电路提供写时序控制(片选信号、写信号、数据锁存信号、地址信号)，数据储存电路为D/A转换器提供存储的正弦数据，电压基准电路为D/A转换电路提供基准电压(+10V)，D/A转换电路根据时序控制电路的时序控制将数据存储电路的正弦数据以电压基准电路提供的电压为基准实现数模转换，输出模拟正弦电压(以7Vrms/1800Hz正弦交流电源为例，此处输出电压为1.75Vrms/1800Hz，中心点为+5V)。运算放大电路以运算放大器(N2)为基础构成加法器实现电压放大与中心点调零。将D/A转换电路输出的模拟电压与电压基准电路提供的基准电压(+10V)经过运算放大电路(构成加法器)实现电压放大与正弦波中心点调零，输出中心点在0V的正弦电压(以7Vrms/1800Hz正弦交流电源为例，此处输出电压为7Vrms/1800Hz，中心点为0V)。功率放大电路包含功率运放(N3)和限流电路，通过功率运放(N3)实现功率放大满足大电流负载要求(与运算放大电路输出后的电压波形一致，仅电流放大)，限流电路主要包含限流电阻(R3)，通过限流电阻(R3)设置限流点实现过流保护。电压基准电路采用高精度基准线性电源(N1)为D/A转换器和运放提供10V基准电压。7V/1800Hz正弦交流电源工作原理：用计数器对7.3728MHz进行分频，驱动EEPROM以921.6KHz周期性向D/A转换电路输出1个12位正弦点数据，连续512个点组成1个1800Hz正弦信号，再通过运算放大器构成的加法器、功率运放进行功率放大后输出7Vrms/1800Hz的正弦交流电源。一个正弦波形由512个点组成，每个正弦点数据为12位保证了正弦波形平滑输出。全温度范围内，线性基准电源精度0.2％，所有运算放大电路匹配电阻精度为0.1％，运放、D/A转换器零漂、温漂小，保证了电源输出精度1％以内，能够满足正弦交流电源高精度要求。EEPROM中存放4组正弦查表数据，如果7VAC-SEL1为低电平，不论7VAC-SEL2、7VAC-SEL3为何状态，交流电源输出7Vrms；如果7VAC-SEL1为高电平，7VAC-SEL2/7VAC-SEL3为“00”和“11”时输出7Vrms电压，7VAC-SEL2/7VAC-SEL3为“01”和“10”时分别输出6Vrms、8Vrms电压(拉偏测试)，通过与门电路(D5C,D5D)来避免软件的误操作。只有同时满足OE为高电平、WE为低电平时才允许对EEPROM进行写入和擦除操作，而且软件必须向3个指定的地址写入3个不同的指定数据后，才能够最终完成写入和擦除EEPROM中的数据。在正弦交流电源电路中已将EEPROM的OE引脚下拉到数字地、WE引脚上拉到电源，因此在硬件上始终不可以对EEPROM进行写入和擦除操作，通过硬件和软件的双重保护后，EEPROM中的数据不具有被擦除的可能性。通过限流电阻(R3)设置限流点实现了过流保护功能。正弦交流电源通过与门电路避免了软件的误操作、通过硬件和软件的双重保护避免了EEPROM中的数据被擦除、具有过流保护功能，满足了高可靠性要求。采用厚膜工艺将正弦交流电源模块进行封装，示意框图见图3，模拟输入电源+15VA、-15VA各一路，一路数字电源+5VD，三路输入信号XVAC-SEL1、XVAC-SEL2、XVAC-SEL3用于控制交流电源幅值，一路正弦交流电源输出。采用厚膜工艺封装的正弦交流电源模块，可以满足机载产品小型化的要求。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3