多路输出机载传感器电源系统的制作方法

本发明属于机载传感器专用电源领域，涉及多路输出机载传感器电源系统。

背景技术：

1、机载传感器安装在飞机各个部位，应用在飞机的各个不同的系统中。一方面，同一性质的传感器可能要应用在不同机载系统和部位；另一方面，同一系统、同一部位有可能设置多个相同的传感器，以保证系统工作的可靠性与安全性，因此机载传感器面临种类多、数量大的现状，对于两线制的传感器，供电与信号输出共用，因此不需要额外的电源。但是对于四线制的传感器来说，需要有一种机载传感器专用电源，可以满足不同供电电压、不同功率的供电要求。

2、国内机载传感器一般通过相关的传感器参数采集器对传感器供电，而参数采集器内部通过熔断器或者自恢复保险将单路电源分成多路输出电源，保证某一路传感器短路后，不会影响其他传感器正常工作。但是熔断器和自恢复保险具有断开电流精度低，而且受温度影响较大，断开后恢复慢、或者不能恢复的缺点。

3、国内机载传感器一般通过相关的传感器参数采集器对传感器供电，而参数采集器内部通过熔断器或者自恢复保险将单路电源分成多路输出电源，保证某一路传感器短路后，不会影响其他传感器正常工作。但是熔断器和自恢复保险具有断开电流精度低，而且受温度影响较大，断开后恢复慢、或者不能恢复的缺点。

技术实现思路

1、本发明目的：实现了76路相互独立的输出电源:20路15v(功率1.5w)、20路-15v(功率1.5w)、20路5v(功率1w)、12路28v(功率5w)、4路28v(功率30w)，每路电源均具有独立的短路保护、高精度过流保护功能(超过额定电流的125％时，触发过流保护)。

2、为了解决上述问题，本发明提出了一种多路输出机载传感器电源系统，包括滤波板、掉电维持板、电源板、后端保护板、转接板1、转接板2组成；其中滤波板包括输入雷电防护电路、电压尖峰抑制电路、双路选通电路、输入滤波电路、浪涌抑制电路；掉电维持板上为掉电维持电路；电源板包括滤波电路、电压转换电路、延时启动电路；后端保护板包括滤波电路、过流保护电路、过压保护电路；转接板1和转接板2有输出雷电防护电路；机上输入的双路电源通过滤波板中的输入雷电防护电路、电压尖峰抑制电路后进入双路选通电路，双路选通电路根据输入的两路电源的电压值的大小，接通电压值大的那一路电源，然后再通过输入滤波电路、浪涌抑制电路进入掉电维持板，从掉电维持板输出的电源先进入电源板中的滤波电路，然后通过电压转换电路，将机上电源转换为28v、5v、+15v、-15v电源；从电源板上输出的28v、5v、+15v、-15v电源先进入后端保护板上的滤波电路，滤除电磁干扰，然后通过不同的多路过流保护电路，将28v电源转换为12路28v、4路28v电源，将5v电源转换为20路5v电源，将+15v电源转换为20路+15v电源、将-15v电源转换为20路-15v电源；过流保护电路输出的76路电源通过过压保护电路后进入转接板1和转接板2，在转接板1和转接板2中通过输出雷电防护电路后输出给机上传感器，为机上传感器提供电源。

3、所述输入雷电防护电路和电压尖峰抑制电路为瞬态抑制二极管v101、v102分别接到输入两路电源正线28v_vin1、28v_vin2和壳体之间；瞬态抑制二极管v103接到输入电源地线28v_gnd和壳体之间；瞬态抑制二极管v110接到输入电源正线28v_vin1和输入电源地线28v_gnd之间；瞬态抑制二极管v111接到输入电源正线28v_vin2和输入电源地线28v_gnd之间。

4、所述双路选通电路包括双路理想二极管驱动芯片m101，n沟道场效应管q101、q102，稳压管d100、d101，电阻r100，电阻r105，二极管v112，电容c122、q123；采用双路理想二极管驱动芯片m101的引脚gate1和引脚gate2驱动n沟道场效应管q101、q102，芯片m101的引脚in1、in2和n沟道场效应管q101、q102的源极s分别接到输入两路电源正线28v_vin1、28v_vin2上，芯片m101的引脚out和n沟道场效应管q101、q102的漏极d接到一起，芯片m101的引脚set和gnd之间外接电阻r105，芯片m101的引脚gnd通过电阻r100和二极管v112接到输入电源地线28v_gnd，稳压管d100、电容c122接在芯片m101的引脚in1和gnd之间，稳压管d101、电容c123接在芯片m101的引脚in1和gnd之间；如果v_(28v_vin1)＞v_(28v_vin2)，则接通n沟道场效应管q101，否则接通n沟道场效应管q102。

5、所述输入滤波电路包括共模电感l101、l102，x电容c110～c114、c120、c121、c130、c131、c140，y电容c101～c106；x电容c110和y电容c101、c102接到共模电感l101前端，x电容c110接到输入正线和地线之间，y电容c101接到输入正线和壳体之间，y电容c102接到输入地线和壳体之间，x电容c111、c112、c120、c130和y电容c103、c104接到共模电感l101和l102之间，x电容c111、c112、c120、c130接到输入正线和地线之间，y电容c103接到输入正线和壳体之间，y电容c104接到输入地线和壳体之间，x电容c113、c114、c121、c131、c140和y电容c105、c106接到共模电感l102后端，x电容c113、c114、c121、c131、c140接到输入正线和地线之间，y电容c105接到输入正线和壳体之间，y电容c106接到输入地线和壳体之。

6、所述浪涌抑制电路包括浪涌抑制驱动器m102，n沟道场效应管q110～q112，稳压管d101、d102，电阻r101～r104，电容c132、c133、c150、c160～c163；浪涌抑制驱动器m102的引脚gate通过r101驱动n沟道场效应管q110～q112，稳压管d101和电容c133接到n沟道场效应管q110～q112的栅极g，n沟道场效应管q110～q112的漏极d一起接到输入电源正线28v_lv_in，n沟道场效应管q110～q112的源极s一起接到浪涌抑制驱动器m102的引脚sns、out和电路输出端正线+28v_out，电阻r103接到浪涌抑制驱动器m102的引脚vcc与输入电源正线28v_lv_in之间，同时将电容c132、稳压管d102接到浪涌抑制驱动器m102的引脚vcc与输入电源地线28v_lv_gnd之间，电容c150接到浪涌抑制驱动器m102的引脚gnd与输入电源地线28v_lv_gnd之间，浪涌抑制驱动器m102的引脚fb通过外置电阻r102、r104分别接到电路输出端正线+28v_out和输入电源地线28v_lv_gnd之间。

7、所述掉电维持电路包括掉电维持模块m300，理想二极管驱动芯片m305，n沟道场效应管q303，电容c339、c380～c382，电阻r301～r303，肖特基二极管v304～v306，储能电容c320；掉电维持模块m300引脚vin，理想二极管驱动芯片m305引脚in、source，n沟道场效应管q303源极s一起接到电路输入端正线+28v_vin；掉电维持模块m300引脚vout、理想二极管驱动芯片m305引脚out、n沟道场效应管q303漏极d一起接到电路输出端正线+28v_in；电阻r300接到掉电维持模块m300引脚vcl与电路地线+28v_gnd之间设定放电门限值；理想二极管驱动芯片m305引脚gate驱动n沟道场效应管q303栅极g；电容c339、c380～c382接到电路输出端正线+28v_in和地线+28v_in_gnd之间；掉电维持模块m300引脚cext接电阻r301～r303和肖特基二极管v304～v306，然后通过储能电容c320接到地线+28v_in_gnd。

8、所述电源转换电路包括dc/dc电源模块m301、m303、m304，降压芯片m302，共模电感l301、l303、l304、l310、l320、l330、l331，电感l340，肖特基二极管v307，y电容c300～c302、c304～c316，x电容c383～c385、c330～c336、c337、c340、c341～c347、c350、c351～c357、c360、c361、c363、c364、c370～c372、c390～c393；共模电感l301接到dc/dc电源模块m301前端，同时在共模电感l301前端放置x电容c383，后端放置x电容c340、c350和y电容c300、c301组成共模滤波电路，共模电感l310接到dc/dc电源模块m301后端，同时在共模电感l310前端放置x电容c384，后端放置x电容c385、c337、c344、c354和y电容c310、c311组成共模滤波电路，在dc/dc电源模块引脚vin-与vout-之间接y电容c302；

9、x电容c330、c331放置到降压芯片m302前端，输入正线+28v_1与输入地线28vgnd_1之间；电容c363接到降压芯片m302引脚vin与vc之间，降压芯片引脚sw和gnd之间接肖特基二极管v307，电感l340接到降压芯片引脚sw和x电容c364、c370、c371之间，降压芯片m302引脚fb通过分压电阻r331和r334设定输出电压，电容c358与r331并联，然后接共模电感l320，共模电感l320后端放置x电容c372、c345、c355和y电容c312、c313组成共模滤波电路，滤除输出线上的电磁干扰；

10、共模电感l303接到dc/dc电源模块m303前端，同时在共模电感l303前端放置x电容c332、c333，后端放置x电容c342、c352和y电容c304、c305组成共模滤波电路，共模电感l330接到dc/dc电源模块m303后端，同时在共模电感l330前端放置x电容c390，后端放置x电容c391、c360、c346、c356和y电容c314、c315组成共模滤波电路，在dc/dc电源模块引脚vin-与vout-之间接y电容c306；

11、共模电感l304接到dc/dc电源模块m304前端，同时在共模电感l304前端放置x电容c334、c335，后端放置x电容c343、c353和y电容c307、c308组成共模滤波电路，共模电感l331接到dc/dc电源模块m304后端，同时在共模电感l331前端放置x电容c392，后端放置x电容c393、c361、c347、c357和y电容c316组成共模滤波电路，在dc/dc电源模块引脚vin-与vout-之间接y电容c309。

12、所述分时启动电路包括电容c336，电阻r310、r320，n沟道场效应管q300；通过电阻r310、r320对输入正线+28_in1进行分压，然后通过电阻r310对电容进行充电，电容上的最高电压由电阻r310、r320分压值决定，充电时间由rc的值决定，该电压值接到n沟道场效应管q300的栅极g，n沟道场效应管q300的源极s接输入地线+28_gnd1，n沟道场效应管q300的漏极d接dc/dc电源模块的使能端en，当电压可以使q300导通时，dc/dc电源模块的使能端电压被拉低，dc/dc电源模块开始工作。

13、所述28v过流保护电路、过压保护电路，限流芯片m200的引脚in通过电容c200接地，限流芯片m200的引脚out接通过电容c201、瞬态抑制二极管v210接地，限流芯片m200的引脚dvdt通过外接电容c210接地，限流芯片m200的引脚ilim通过外接电阻r200接地。

14、所述5v过流保护电路、过压保护电路，限流芯片m210的引脚in通过电容c220接地，用于滤波，限流芯片m220的引脚out接通过电容c221、瞬态抑制二极管v230接地，限流芯片m210的引脚ilim通过外接电阻r230接地。

15、本发明技术效果：本发明具有76路输出电源:20路15v(功率1.5w)、20路-15v(功率1.5w)、20路5v(功率1w)、12路28v(功率5w)、4路28v(功率30w)；每路电源均具有独立的短路保护、高精度过流保护功能(超过额定电流的125％时，触发过流保护)，短路保护和过流保护响应速度快，并且在输出端短路或过流情况消失后，可以迅速恢复正常，过流测试曲线见图17～20，满足3级雷电感应试验要求及600v 10us的电压尖峰试验要求；可以保证50ms掉电期间，输出正常；满足80v 50ms浪涌试验要求；10v～36v宽输入电压。