[发明专利]一种机载小型化掉电保持模块及其工作方法

说明书

本发明公开了一种机载小型化掉电保持模块及其工作方法，所述掉电保持模块包括：控制单元、缓启动开关管Q1、降压开关管Q3、升压开关管Q4、防反灌开关管Q2、滤波电容C1、储能电容C2、负载电容C3和功率电感L1；所述控制单元包括供电端、掉电保持端、降压信号输出端和升压信号输出端；在掉电保持模块工作于升压模式时，降压开关管Q3、升压开关管Q4、储能电容C2、负载电容C3和功率电感L1构成升压电路，在掉电保持模块工作于降压模式时，降压开关管Q3、升压开关管Q4、储能电容C2、负载电容C3和功率电感L1构成降压电路。本发明的掉电保持模块不受电源最大容性负载限制，且只采用一个由升压电路和降压电路共用的功率电感，以减小体积、重量、成本。

技术领域

本发明涉及飞机直流28V供电系统掉电保持功能，尤其是一种机载小型化掉电保持模块及其工作方法。

背景技术

目前掉电保持功能的实现多采用以下两种方式：

1.在电源输出端并联大电容，将能量储存在大电容中，电源输入掉电或欠压后由输出端电容提供能量。这种方法有两个弊端，一是容易受到电源最大容性负载限制，当电源输出端并联电容超过其最大容性负载后，会出现无法启动的问题；二是当输出功率较大时，并联的储能电容的容量将会很大，从而带来体积过大、重量过大和成本过高的问题。

2.采用升压+降压电路实现，分别设计一套升压和降压电路。正常输入时降压电路不工作，升压电路工作，将输入电压升高至相对较高的电压，其能量储存在储能电容中；输入掉电或欠压时，升压电路不工作，降压电路工作，将储存在储能电容中相对较高的电压降压至后级负载工作电压，以达到掉电保持的功能。这种方法有一个弊端，即降压电路和升压电路各需要一个功率电感，功率电感作为磁性器件，在开关电源的体积和重量这两项指标中占有相当大的比例，因此，此种方式不具有体积小、重量轻、成本低的优势。

因此，需要加以改进，设计出不受电源最大容性负载限制、体积小、重量轻、成本低的掉电保持电路模块。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种不受电源最大容性负载限制、体积小、重量轻、成本低的机载小型化掉电保持模块，并提供该掉电保持模块的工作方法。

本发明提供的一种机载小型化掉电保持模块，包括：控制单元、缓启动开关管Q1、降压开关管Q3、升压开关管Q4、防反灌开关管Q2、滤波电容C1、储能电容C2、负载电容C3和功率电感L1；所述控制单元包括供电端、掉电保持端、降压信号输出端和升压信号输出端；

缓启动开关管Q1的栅极连接控制单元的供电端，源极连接模块正输入端，漏极连接防反灌开关管Q2的源极；防反灌开关管Q2的漏极连接模块正输出端，栅极连接控制单元的掉电保持端；降压开关管Q3的栅极连接控制单元的降压信号输出端，源极经储能电容C2接地，漏极连接升压开关管Q4的源极；升压开关管Q4的栅极连接控制单元的升压信号输出端；升压开关管Q4的漏极、滤波电容C1的一端、以及负载电容C3的一端均连接在模块负输入端和模块负输出端之间并接地；电容C1的另一端连接模块正输入端；电容C3的另一端连接电源正输出端，同时又连接功率电感L1的一端；功率电感L1的另一端与降压开关管Q3和升压开关管Q4之间的电性连接点连接。

基于上述机载小型化掉电保持模块，本发明还提供一种机载小型化掉电保持模块的工作方法，包括：

(1)开启缓启动开关管Q1，启动掉电保持模块；

(2)当模块正输入端的输入电压为正常输入时，掉电保持模块工作于升压模式：开启防反灌开关管Q2，此时缓启动开关管Q1和防反灌开关管Q2直通，电流经缓启动开关管Q1和防反灌开关管Q2流至模块正输出端为后级负载供电；同时，降压开关管Q3、升压开关管Q4、储能电容C2、负载电容C3和功率电感L1构成升压电路，其中，升压开关管Q4作为升压电路的开关管工作于开关状态，降压开关管Q3作为升压电路的整流管工作于关闭状态；通过升压电路使电压升压至较高的电压后储能在储能电容C2中；