一种机载航空270V电源的制作方法

本发明属于航空机载电源技术领域，涉及航空机载二次电源转换技术及飞机智能配电系统技术，具体涉及一种新型的机载航空270v电源。

背景技术：

国内各型飞机已进入高速发展阶段，同时配电系统也从115vac400hz交流逐步转化为270vdc直流系统，随着智能化、半导体器件的发展，飞机急需270vdc智能直流配电系统。

对于大型飞机来说270vdc智能直流配电系统可以由发动机带动270v直流发电机输出270vdc电压，再通过智能配电柜输出给各个负载。而中小型飞机为了节省空间、并减轻重量，飞机上只有一台28v直流发电机输出28vdc电压，而飞机上的大功率负载用电功率大，导致飞机电缆十分沉重。因此中小型机上急需配置270vdc电源转换和智能配电装置，既减轻了飞机重量、又提高了配电系统集成度、检测率和安全性。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种机载航空270v电源电源转换和智能配电装置，使用28v恒流无电容式两级升压270v隔离电源转换技术，减轻远距离传输带来的损耗发热、压降、电缆重量问题、又提高了配电系统集成度、检测率和安全性，以解决小型飞机无270v发电机问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种机载航空270v电源，所述新型机载航空270v电源包括保护电路、输入滤波器、升压模块、输出滤波器、辅助电源模块、数字智能控制电路与自检测电路构成，实现固态半导体功率分配功能；

功率分配与滤波器集成设计，将输入滤波器、输出滤波器、自检测电路构成、固态半导体功率分配集成在一个独立金属整体；

输入滤波器、输出滤波器又形成内部独立分腔体，并实现固态半导体功率分配，消除了传统继电器控制的拉弧现象和受机械寿命引起的底可靠性问题。

功率分配与滤波器集成模块与升压模块直接交联；升压模块为两级升压隔离电源，前级为boost电路，后级为全桥推挽电路；

保护电路作为升压模块前级保护电路，采用阻抗工艺控制；

整体采用数字dsp控制各类固态半导体实现输出负载电压控制、防反接设计，dsp采集输入、输出的电压、电流，内部温度，风扇有效性，输入离散量有效性，输出rs-422a信息有效性等信息进行智能控制。

boost电路为横流单环控制，以去除前级大电容，保证16-40v宽范围输入；后级为全桥推挽电路，保证1～20倍的升压比，采用同步整理技术提高电源模块整体效率。

电源散热采用风冷和均温板自冷相结合方式，风扇给均温板提供冷端，均温板直接接触热源，均温板上盖与电源外壳紧密贴合压接，实现电源高功率密度的前提，使得散热不再成为电源的壁垒。

电源外部为一体化结构，内部为整铝机架造型；结构强度、和散热均得到良好改善；

升压模块采用贴合压接方式与均温板紧密压接，充分将热量导出至壳体。多个模块分布式并联实现功率提升，自动均流、实现热均衡，保证产品可靠性工作；升压模块前后端均与功率分配与滤波器集成金属整体交联保证电磁兼容；

升压模块采用恒流无电容式两级升压隔离电源转换技术，以1kw模块方式构成1-30kw级别28v转换270v隔离升压智能配电电源转换器。单个功率模块为1kw，通过多个模块并联，输出均流实现功率叠加。

保护电路是为产品提供前级输入防反接、阻抗匹配、浪涌抑制的前端电路。首次采用阻抗工艺控制，采用多股并联技术、缩小连接导线、控制短接面压接点数，实现nh、nf级别寄生参数线路工艺。

固态半导体功率分配直接应对负载情况实现分时启动、功率分配，同时采用正负逻辑控制，将机载应急状态下必须供电的设备设置为常闭模式，当通讯失效或dsp失效时亦可以为设备供电。

输入滤波器、输出滤波器、固态半导体功率分配集成在一个独立金属整体，实现功率分配与滤波器集成设计。模块化设计使得维修性、可靠性、电磁兼容性更为提高。功率分配与滤波器集成模块与升压模块直接交联，减少线路损耗。

数字智能控制电路、自检测电路采集输入电压、电流，输出电压、电流，内部温度，风扇有效性，输入输出信号通讯信号状态，根据可能出现的故障类型进行判断，内部程序有神经网络自主学习能力，保障产品可靠性及飞机最低安全裕度要求。

本发明的有益效果是：本发明的机载航空270v电源，采用数字控制技术，固态半导体功率器件，集成模块式设计，均温板自冷、风扇强迫风冷模式，功率分配与滤波器集成，解决了目前小型飞机无270v发电机问题。使用28v恒流无电容式两级升压270v隔离电源转换技术，减轻远距离传输带来的损耗发热、压降、电缆重量问题、又提高了配电系统集成度、检测率和安全性。

新型机载航空270v电源有诸多特点，模块化方式组成整体功率，风冷和均温板自冷相结合，数字智能化采集与控制，固态半导体功率分配，功率切换与滤波器集成。

功率切换与滤波器集成设计，形成独立分腔体，并实现固态控制模式，消除了传统继电器控制的拉弧现象和受机械寿命引起的低可靠性问题。

使用均温板自冷、风扇强迫风冷模式，风扇给均温板提供冷端，均温板直接接触热源，提高产品功率密度，实现目前国内外最高的成品智能配电电源转换器功率密度857w/kg。

采用数字dsp控制固态半导体功率器件实现输出负载功率分配、防反接设计，dsp采集输入、输出的电压、电流，内部温度，风扇转速，输入离散量有效性，输出rs-422a信息有效性等信息经过神经网络自主学习算法进行智能控制。

将功率分配与滤波器集成设计，形成独立分腔体，并实现固态控制模式，消除了传统继电器控制的拉弧现象和受机械寿命引起的底可靠性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电源结构示意图；

图2为本发明的270v电源原理框图；

图3为本发明的升压模块内部原理框图；

图4为本发明的电源内部结构示意图；

图中，1-散热风扇组合；2-均温板散热赤片；3-散热风扇插座、散热风扇插头；4-导电垫圈ⅰ；5-导电垫圈ⅲ；6-导电垫圈ⅵ；7-电源输入插座；8-通信插座；9-导电垫圈ⅴ；10-输出插座；11-导电垫圈ⅳ；12-壳体；13-导电垫圈；14-后面板；i为270v/28v(输出部分)滤波腔体；ii为270v/28v(输出部分)输出连接器；iii为28v(输入部分)滤波腔体；iv为28v(输入部分)输入连接器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。

在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

如图1所示为本发明的电源结构示意图；其中，电源散热采用风冷和均温板自冷相结合方式，如图中散热风扇组合1和均温板散热赤片2，实现风冷和均温板自冷相结合，风扇给均温板提供冷端，均温板直接接触热源实现电源高功率密度的前提。均温板上盖与电源外壳紧密贴合压接使得散热不再成为电源的壁垒，提高了产品功率密度，实现目前国内外最高的成品智能配电电源转换器功率密度857w/kg。

图2为本发明的270v电源原理框图，图中展示了保护电路、输入滤波器、升压模块、输出滤波器、辅助电源模块、数字智能控制电路与自检测电路构成、固态半导体功率分配之间的交联关系。保护电路是为产品提供前级输入防反接，阻抗匹配，浪涌抑制的前端电路。数字智能控制电路、自检测电路采集输入电压、电流，输出电压、电流，内部温度，风扇有效性，输入输出信号通讯信号状态，根据可能出现的故障类型进行判断，内部程序有神经网络自主学习能力，保障产品可靠性及飞机最低安全裕度要求。

图3中方块标注boost电路即为boost电路为横流单环控制，以去除前级大电容，保证16-40v宽范围输入；图中方块标注推挽电路即为后级为全桥推挽电路，保证1～20倍的升压比，采用同步整理技术提高电源模块整体效率；

本发明的电源内部结构分腔体设计如图4所示，270v/28v(输出部分)滤波腔体i和28v(输入部分)滤波腔体iii形成28v与270v内部独立分腔体，并实现固态控制模式，消除了传统继电器控制的拉弧现象和受机械寿命引起的低可靠性问题。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。