[发明专利]一种高性能小型化高度表多路输出DC/DC电源模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源模块，尤其是一种高性能小型化高度表多路输出DC/DC电源模块。

背景技术

高度表是一种测量与指示飞行器距海拔面或地面垂直距离的仪表，从其工作原理来划分， 可分为气压高度表与无线电高度表两种。根据大气层的组成及特点，可知大气的气压随着高 度的增加而减小，气压高度表就是通过测量气压间接测量出飞行器的飞行高度(距海拔面高 度)，目前广泛应用于各类飞行器中。现在对飞行器的应用要求越来越高(小型化、便携式、 多功能、数字化及高可靠性、高性能方面)，实现的功能越来越多，增加功能意味着要增加更 多的器件或增加器件的功能及性能，这样势必造成整体方案体积、重量的增加，如何减少这 些是一个长期研究的工作。

对于机载电源，重量和体积要求都越来越高，随着开关电源的发展，小体积、高功率密 度越来越成为开关电源的追求目标和发展方向，各种减小电源体积、提高电源功率密度的技 术应运而生。对于隔离电源来说，相应的可提高的技术也很多，例如变压器技术，通过改善 磁芯磁粉中的各种材料成份的比例来改善磁芯磁粉的特性，从而减少变压器尺寸，变压器绕 组从骨架转到印制板上使变压器尺寸更小；拓扑结构的新技术，让损耗更小，效率更高；控 制电路的高度集成化使外围电路更简单，外部器件更少，等等。这些方法都使得电源的尺寸 越来越小，重量越来越轻。

传统的比较成熟的开关电源采用的是多层印制板技术，通过焊接或者其他方式将全部元 器件(有源及无源器件)放置在各种板材的印制板表面上，这种方式在设计及调试过程中很 方便，可根据需求更换元器件。由于器件全部在印制板的表面上，使整个电源的尺寸不能减 少更多。

另外，在传统的高度表应用中，电源使用的是单路输出的组合来实现多路电源的供电需 求，每个电源可能重复使用相同功能的器件，这样不仅增加了器件数量及重量，而且也增加 了体积。

于是如何在保证电源功能性能的情况下让DC/DC电源模块的体积重量更小更轻是一个 研究方向。LTCC低温共烧陶瓷基板和小型化叠层技术让电源模块的体积大大减少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高性能小型化高度表多路输出 DC/DC电源模块，采用LTCC技术及高度集成电源控制芯片的结合方式让电源体积更小，重 量更轻。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种高性能小型化高度表多路输出DC/DC电源模块，电源模块包括输入滤波电 路、电源控制电路、电压变换电路、输出整流滤波电路、输出稳压电路、反馈电路、隔离电 路、补偿电路和保护电路，电源模块输入电压18Vdc～36Vdc，经输入滤波电路、电源控制电 路、电压变换电路、输出整流滤波电路、反馈电路、隔离电路、补偿电路和保护电路，通过 输出稳压电路分三路输出电压；电源模块封装采用LTCC技术；电源控制电路采用高度集成 PWM电源控制芯片。

进一步地，输出稳压电路包括转换电压变压器、采样反馈电路和LDO，转换电压变压器 实现三路输出电压变换，一路主路输出经采样反馈电路进行稳压调节，两路辅路输出分别使 用LDO增加一级电压变换来稳压。

进一步地，两路辅路输出之间没有中间抽头。

进一步地，电源模块采用功率金属管壳，管壳采用10#钢材料。

本发明的有益效果：采用LTCC技术及高度集成电源控制芯片的结合方式让电源体积更 小，重量更轻。高度集成的电源控制芯片使整个电源模块的外围电路简单，元器件更少，需 要调整的地方也更少；LTCC技术是将各种无源器件，如电容、电阻、阻抗转换器、滤波器 等器件埋入多层陶瓷基板中，形成三度空间且互不干扰的高集成度电路，以平行式印刷涂布 制造工艺烧结，形成集成式陶瓷器件，可进一步将电路小型化与高集成度化，减少了表面贴 装无源元件的数量，贴装和电气互连所导致的不同材料的界面数量大幅减少。因而，也使封 装密度和可靠性大幅度提高；减少了焊点，增加了可信度；减少了腐蚀及湿度的影响；其耐 高温、散热佳，对功率器件的散热有着很大的帮助。由于是多路输出DC/DC电源模块，且对 于电源的精度要求很高，在本发明中，电压变换中只使用一个转换电压变压器来完成所有电 压的变换，为了保证每路输出电压的稳压精度为1％，其中一路为输出主路，采用比较反馈 电路，另外两路输出使用LDO对其稳压，以达到减少体积的目的。

附图说明