[发明专利]一种电源断电维持电路

说明书

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种电源断电维持电路。

背景技术

航空电子设备常采用一套直流电源供电，或采用两套直流电源交替供电。当供电电源断电，或两套供电电源供电切换时，负载电子设备会出现持久，或瞬间断电的情况。对一些有特殊要求的电子设备，当供电电源断电时，电子设备应能维持工作一段时间，电子设备可以在此时间内做出数据备份等保护功能；当供电电源瞬间断电时，电子设备应不受电源瞬间断电的影响，维持电子设备本身正常工作。如图1所示，传统的电源断电维持电路采用大容量储能电容，限流电阻，放电二极管，防电容电量回灌二极管进行设计，其基本原理是利用电容的储能特性，达到在电源断电时电容放电，用以维持电子设备继续工作的目的。

传统的电源断电维持电路存在以下三大缺点：第一，电容储存能量受电源输入电压的影响较大。由电容储能公式可知，当电源输入电压发生波动时，电容储存能量将发生变化。第二，电容能量密度偏低。电容容值一定的条件下，电容两端电压越高，电容能量密度越大。传统电源断电维持电路设计中，电源输入电压往往不到电容额定工作电压的一半，造成电容能量密度偏低。第三，断电维持时间不可控。断电维持时间往往是满足了满载的要求，在轻载或者空载条件下，断电维持时间过长，无法满足电源的全部功能要求。

为达到断电维持时间的设计要求，可以使用多个电容并联储能的方法来满足使用需要。但随之带来的问题是电子设备本身成本、体积、重量的极大增加，以及断电维持时间的更加不可控，这在实际应用中往往是难以接受的。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种新型的电源断电维持电路，能够克服传统电源断电维持电路所存在的缺陷。

技术方案：一种电源断电维持电路，在电源输入端和电源输出端之间包括主电源输入通道电路1、升压电路2、储能电容充电电路3、储能电容放电通道开关4、内部电源产生电路5、通道开关控制电路6、输入电源采样电路7、状态控制信号发生电路8及断电计时电路9，所述升压电路2、储能电容充电电路3及储能电容放电通道开关4串联之后，与主电源输入通道电路1并联，所述升压电路2及储能电容充电电路3的输出端与内部电源产生电路5的输入端连接，所述输入电源采样电路7的输出端与状态控制信号发生电路8的输入端连接，状态控制信号发生电路8的输出端分别与断电计时电路9及通道开关控制电路6的输入端连接，断电计时电路9的输出端与通道开关控制电路6的输入端连接，通道开关控制电路6的输出端与储能电容放电通道开关4的输入端连接。

主电源输入通道电路1起到电源输入通道的作用，并且起到防止储存电容能量回灌到电源输入端的作用。

升压电路2采用了BOOST拓扑结构，选用的PWM脉宽调制芯片T1为LTC1871。

所述内部电源产生电路5用于给通道开关控制电路6、状态控制信号发生电路8及断电计时电路9提供5V电压。

所述通道开关控制电路6用于产生控制储能电容放电通道开关4的控制信号。

所述断电计时电路9包括晶体振荡器G1，计数器D1，触发器D3，比较器N2，计时电路9的设定时间可通过设定晶体振荡器G1的振荡频率，或计数器D1的输出进行灵活调整。

有益效果：本发明不受电源输入电压波动的影响，电容充电电压能稳定在固定值。由于电容端电压较高，提高了电容的能量密度，极大地降低了电容的使用数量。断电计时电路的加入，使得断电维持时间可控，提高了设计的灵活性。整个电路工作独立，不需要任何外在输入，易于整个电路的集成及模块化生产。本发明还具有以下优点：

（1）电容充电电压稳定。

电容的充电电压由升压电路的输出进行供给。实际应用中，升压电路的输出电压可根据实际需要调整到固定值，以此保证电容充电电压的稳定。升压电路的输入工作电压范围同样可以进行动态调整，以此克服电源输入电压波动带来的影响。因此，电容的充电电压将不在受电源输入的影响，能稳定在固定值。

（2）减少电容使用数量，降低产品体积、重量及成本。

以电源输入电压为28V，容量为24000μF的电容为例。传统电源断电维持电路中，电容的存储能量为9.4焦（按照公式计算）。若升压电路将电源输入电压升高到44V，则电容的存储能量为23.2焦，相比传统电源断电维持电路，电容的存储能量提高了近2.5倍。因此，升压电路的引入，极大程度地减少了电容的使用数量，降低了产品的体积、重量及成本。

（3）断电维持时间可控。