本发明属于机载计算机应用领域,具体涉及一种机载计算机电源系统稳定性设计方法。
背景技术:
在机载计算机的设计中,开关电源模块及组成系统的稳定性问题经常被忽视,稳定性严重影响机载计算机系统性能和安全。在机载计算机中,开关电源模块可以单独通过稳定性评估及试验验证,而机载计算机在使用电源模块组成电源系统时,却可能会发生电源系统不稳定的故障现象。
鉴于以上所述,目前没有关于机载计算机电源系统稳定性的设计方法,本发明人针对现有技术深入研究,并有本案产生。
技术实现要素:
本发明通过对机载计算机电源系统进行建模,针对机载计算机emi电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析,确定机载计算机在使用电源模块组成电源系统时的稳定性。
本发明的目的在于提出机载计算机电源系统稳定性的设计方法。该设计方法关键技术为三个步骤,电源系统建模、阻抗分析、稳定性判断。
本发明详细的技术方案如下:
一种机载计算机电源系统稳定性设计方法,包括以下步骤:
步骤1:电源系统建模是将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型,模型a为emi电源滤波器,模型b为开关电源模块,系统模型如图2所示。同时进入步骤2;
步骤2:ta、tb分别为模型a、b的传递函数,zo为a的输出阻抗,zi为b的输入阻抗。分别计算阻抗zo、zi,zo、zi阻抗图分别见图3、图4。同时进入步骤3。
步骤3:稳定性判据为,在全频段范围内进行阻抗比较,使用幅频特性图(bode图)对阻抗大小进行判断。前级模块的输出阻抗zo小于后级模块的输入阻抗zi,则判定机载计算机电源系统稳定;若前级模块的输出阻抗zo出现大于后级模块的输入阻抗zi的情况,则判定机载计算机电源系统不稳定,此时进入步骤2,更改设计,重新计算阻抗zo、zi,使电源系统处于稳定状态。
附图说明
图1为机载计算机电源系统稳定性的设计方法流程框图;(摘要附图)
图2为机载计算机电源系统模型图;
图3为电源系统模型a的输出阻抗zo;
图4为电源系统模型b输入阻抗zi;
图5为电源系统稳定状态图;
图6为电源系统不稳定状态图。
具体实施方式
一种机载计算机电源系统稳定性设计方法,包括以下步骤:
步骤1:电源系统建模是将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型,模型a为emi电源滤波器,模型b为开关电源模块,系统模型如图2所示。同时进入步骤2;
步骤2:ta、tb分别为模型a、b的传递函数,zo为a的输出阻抗,zi为b的输入阻抗。分别计算阻抗zo、zi,zo、zi阻抗图分别见图3、图4。同时进入步骤3。
步骤3:稳定性判据为,在全频段范围内进行阻抗比较,使用幅频特性图(bode图)对阻抗大小进行判断。前级模块的输出阻抗zo小于后级模块的输入阻抗zi,则判定机载计算机电源系统稳定;若前级模块的输出阻抗zo出现大于后级模块的输入阻抗zi的情况,则判定机载计算机电源系统不稳定,此时进入步骤2,更改设计,重新计算阻抗zo、zi,使电源系统处于稳定状态。
根据机载计算机的需求,本发明可以有效的实现机载计算机电源系统稳定性设计。通过对电源系统进行建模,针对机载计算机emi电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析,可以确定机载计算机在使用电源模块组成电源系统时的稳定性。本发明中所提出的稳定性设计方法,在幅频特性图上进行阻抗分析、大小比较判断,直观的进行了可视化分析,提高了机载计算机电源系统稳定性设计的效率和正确性。