一种调光系统用大功率高效电源驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机照明，尤其是用于飞机驾驶舱照明系统的调光系统用大功率高效电源驱动电路。
【背景技术】
[0002]传统飞机照明调光控制系统，绝大部分采用线性调压的驱动方式，随着航空事业的发展，现有国内外飞机广泛采用高效DC/DC电源驱动或PWM驱动方式。高效DC/DC电源驱动电路具有设备尺寸小、效率高、功率密度大等优点，能很好地满足现代飞机对于调光系统的要求。
[0003]目前，由于调光电路中输入电源的波动性较大，低电压输入时要满足调光亮度需求，稳压型DC/DC电源模块不可避免，且目前市面上的DC/DC电源由于需要隔离，尺寸偏大，效率偏低，不宜在分路调光电路中使用。同时，由于电源特性的需要，电路中往往需采用大容量电容做储能电路进行欠压保护。本发明通过采用非隔离式电源管理芯片进行电路设计，在小体积、散热面积有限的情况下，可以实现多路调光的电源驱动设计。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种调光系统用大功率高效电源驱动电路，解决现有调光驱动方式电源效率低，驱动功率小，发热量严重的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:一种调光系统用大功率高效电源驱动电路，包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的控制端与电源芯片连接，其特征在于所述第一开关的一端与输入电压端连接，第一开关的另一端分别与第二开关的一端、第一二极管的阴极和电感器的一端连接，所述第二开关的另一端分别与第三开关的一端和第一二极管的阳极连接，第三开关的另一端分别与第四开关的一端、第二二极管的阳极和电感器的另一端连接，第四开关的另一端分别与第二二极管的阴极和输出可调电压端连接，输出可调电压端还通过电阻和电源芯片的FCB引脚连接。第一二极管的阳极还通过采样电阻与电源芯片的接地端连接，电源芯片采样电阻的两端连接，用以对采样电阻两端的电压进行采样。输入电压端和输出可调电压端还分别通过一电容接地。所述输出可调电压端还设有过压保护电路。所述电源芯片型号为 LTC3780。
[0006]本发明提供了一种具有各种保护功能的大功率高效电源驱动模块，采用电源芯片LTC3780，外围电路采用四个同步开关管及电感器，实现升压电路与降压电路的连续转换，从而实现电路的连续升降压调压功能，达到连续可调的输出方式。本发明采用开关同步整流技术，与现有技术相比，功率密度高、体积小、输出功率大、发热量小、适应性强，能够根据不同的照明系统的要求，灵活的选择调光。且设计有过流、过压、欠压保护功能、抗干扰能力强，能够满足军用机内外调光照明的需求。
【附图说明】
[0007]图1为本发明大功率高效电源驱动模块的原理框图。
【具体实施方式】
[0008]以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0009]如图1所示，是大功率高效电源驱动模块的原理框图。电路采用四个同步开关管及电感器，通过4个工作模式的状态切换，实现升压电路与降压电路的连续转换。从而完成在电压输入不稳定的环境下输出连续可调的电压驱动。所有开关管及电路内部供电通过另一个稳压芯片提供。故障保护电路包括过流过压及欠压保护。
[0010]采用电源芯片LTC3780，外围电路采用四个同步开关管及电感器，实现升压电路与降压电路的连续转换，从而实现电路的连续升降压调压功能，为提高效率，开关管选用导通电阻极小的MOS管，为达到可靠的散热效果，印制板部件与铝基板通过固态导热剂紧密粘口 ο
[0011]电路采用凌特的电源芯片LTC3780，该电路的工作模式可通过芯片引脚FCB来进行转换。所述电源芯片的各引脚设置可见
在降压模式中，当FCB引脚的电压满足0.85V〈VFCB〈5V的条件时，LTC3780工作在跳周期模式，在该模式中，同步开关B保持关断状态，直到电感器峰值电流超过其最大峰值电流的1/5为止。因此二极管Dl的额定电流值不低于最大负载电流的1/2。
[0012]在升压模式中，当FCB引脚的电压高于5.3V时，LTC3780工作在不连续电流模式，同步开关D保持关断状态，直到电感器峰值电流超过其最大峰值电流的1/5为止，因此二极管D2的额定电流值不低于最大负载电流的1/3。
[0013]在降压模式中，当FCB引脚的电压高于5.3V时，LTC3780工作在恒定频率不连续电流模式，同步开关B保持接通状态，直到电感器谷值电流低于代表负电感器电流水平的检测电压(VSENSE=-5mV)为止。开关A和B均处于关断状态。
[0014]在升压模式中，当FCB引脚的电压满足0.85V<VFCB<5V的条件时，LTC3780工作在突发模式，在该模式中，控制器将峰值电感器电流嵌位在最大电感器电流的20%左右。输出电压纹波会有所增加。
[0015]为增大功率密度并减小印制板尺寸，同时尽量增大电路可靠性,输入电容,输出电容均采用的高耐压、大容量、小体积、低ESR陶瓷电容，为更好的散热，印制板部件与铝基板通过固态导热剂紧密粘合。
[0016]所述的保护电路包括上电保护电路和过流及过压保护电路，主控制电路通过把芯片的开关引脚施加1.5V以上的电压来使电路工作。上电瞬间，芯片内部一个1.2uA的电流源负责对软启动电容器Cl进行缓慢充电，以防止上电瞬时电流过大，过压保护电路输出电压比较器进行过压保护，防止电压过高输出。同时通过外部采样电阻进行折返电流限制，达到电流过大时关断输出的作用。
[0017]最后，驱动模块主要性能指标如下:
输入电压范围:5V-36V
输出电压范围:1.25V一30V可调(输出电压可高于输入电压)
输出最大电流:8A尺寸:小于1/4砖效率:90% — 95%。
【主权项】
1.一种调光系统用大功率高效电源驱动电路，包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的控制端与电源芯片连接，其特征在于所述第一开关的一端与输入电压端连接，第一开关的另一端分别与第二开关的一端、第一二极管的阴极和电感器的一端连接，所述第二开关的另一端分别与第三开关的一端和第一二极管的阳极连接，第三开关的另一端分别与第四开关的一端、第二二极管的阳极和电感器的另一端连接，第四开关的另一端分别与第二二极管的阴极和输出可调电压端连接，输出可调电压端还通过电阻和电源芯片的FCB引脚连接。
2.根据权利要求1所述的大功率高效电源驱动模块，其特征在于:第一二极管的阳极还通过采样电阻与电源芯片连接，电源芯片采样电阻的两端连接，用以对采样电阻两端的电压进行采样。
3.根据权利要求1所述的大功率高效电源驱动模块，其特征在于:输入电压端和输出可调电压端还分别通过一电容接地。
4.根据权利要求1所述的大功率高效电源驱动模块，其特征在于:所述输出可调电压端还设有过压保护电路。
【专利摘要】本发明提供了一种调光系统用大功率高效电源驱动电路，其特征在于所述第一开关的一端与输入电压端连接，第一开关的另一端分别与第二开关的一端、第一二极管的阴极和电感器的一端连接，所述第二开关的另一端分别与第三开关的一端和第一二极管的阳极连接，第三开关的另一端分别与第四开关的一端、第二二极管的阳极和电感器的另一端连接，第四开关的另一端分别与第二二极管的阴极和输出可调电压端连接，第一二极管的阳极还通过采样电阻与电源芯片的采样端连接。本发明采用开关同步整流技术，与现有技术相比，功率密度高、体积小、输出功率大、发热量小、适应性强，能够根据不同的照明系统的要求，灵活的选择调光。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104661373
【申请号】CN201310587721
【发明人】邓清余
【申请人】上海航空电器有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月21日