模塊電源輔助功能的研制

tk=t3－t2 （1）

當t0到t1、t2的時間遠小于tk時,則可近似認為電容C在tk時間內向負載提供能量,也即是開關電源的輸入功率Pi.如果用U2、U3表示t2、t3時刻對應的輸入電壓,則維持時間可用公式表示為

tk= （2）

3.2.2 直流供電的開關電源保持時間

在直流供電條件下,開關電源輸出保持時間tk的計算公式是

tk= （3）

式中：U2——輸入電壓最低時的電壓值；

U3——輸出電壓下降到臨界值時對應的輸入電壓。

3.3 延長輸出保持時間的方法

由上述分析結果可以看出，輸出保持時間的長短主要與輸入電容Ci，電源輸入功率Pi，t2、t3時刻對應的電壓值U2、U3有關外，還與輸出電容和輸出負載也有一定的關系。雖然增加輸出電容量亦可增加保持時間，然而增加輸出電容量就意味著增加電源的體積和重量，而放電時間相對于充電時間較快，且與負載有關,因此相對于輸入電容，輸出電容對保持時間的影響幾乎可以忽略不計。在體積重量允許的情況下,采取多個電容并聯的方式來增大Ci容量，可延長輸出保持時間。然而，隨著輸入電容的增大，電源啟動瞬間的浪涌電流也會增大，使得功率管的峰值電流應力增加，從而增加了功率管的成本，降低了電路開啟工作的可靠性。權衡考慮，除增加儲能電容的容量外，適當設計輔助電路，使其在電網正常時不工作，僅僅在欠壓瞬間工作，這樣就可以減小啟動瞬間的浪涌電流，提高正常工作時的電源效率，并且能夠延長輸出電壓的保持時間。

對于直流供電的模塊電源一般采用輔助升壓電路，當供電電源低于某一設定值時，升壓電路開始工作，將輸入電壓升高，使得在低輸入電壓情況下電源也能正常工作，從而拉寬了電網的工作范圍，使電源在低電壓和斷電兩種情況下的保持時間均得到了延長。

對于交流供電的模塊電源，一般的模塊電源均能滿足寬輸入電壓的要求，因此延長保持時間主要指的是延長輸入電壓斷電時的保持時間，采用圖6所示的輔助電路可以將電源的保持時間延長將近1倍。其工作原理是，當輸入電壓正常時，電容C2上的電壓為整流后的電壓，且該電壓經過二極管D和電阻R向電容C1充電，一旦電容C2上的電壓低于C1上的電壓，二極管D截止，電容C1上存儲一定的電壓，功率管Q1不導通時，只有電容C2上的電壓加至模塊電源上。當輸入電壓下降后，其它檢測單路輸出的控制信號加至Q2上，使Q1導通，而此時電容C2上的電壓低于C1上的電壓，這樣C1上的電壓向模塊供電，相當于模塊電源的輸入電壓升高，其結果必然使輸出保持時間延長，而這部分電路在電網正常時并不工作，因此不會帶來啟動瞬間電流增大的問題。

圖6 延 長 保 持 時 間 電 路 圖

4 結語

由于使用了過、欠壓保護電路，不僅使電源本身的保護能力得到加強，也使得電源的智能化水平有所提高。將電源正常指示信號和過、欠壓信號通過接口電路加到計算機上，可以方便地檢測電源的工作，提高電源的可測試性，進而提高了電源的可維護性。

使用輔助電路延長輸出電壓的保持時間，不僅電路結構簡單，而且也較好地解決了增大輸入電容與延長保持時間之間的矛盾，降低了起動瞬間的浪涌電流。

正是由于使用了上述電路，增大和完善了模塊電源的功能，加上模塊電源本身所具有的體積小、重量輕、集成度高和可靠性高等優點，模塊電源勢必會在機載領域得到廣泛的應用。