CN207245911U - 一种航空发动机点火***高压电容充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种航空发动机点火***高压电容充电电路，包括保险电路、整流滤波电路、辅助供电电路、开关管Q1、驱动电路、处理芯片、基准电路、频率设定信号处理电路、电流检测及滤波电路、漏感吸收电路、变压电路和充电电路。电路工作在DCM模式下，在开关管Q1关断期间，所有能量都传输到充电电路，保证每个周期传输的能量固定，从而可以较为精确的控制电容C8的充电时间，并且在全温范围内电路的各项参数变化较小，通过将中频变压器改为高频变压器，降低了变压电路的重量。

Description

一种航空发动机点火***高压电容充电电路

技术领域

本实用新型涉及航空发动机点火***技术领域，具体涉及一种航空发动机点火***高压电容充电电路。

背景技术

航空发动机点火是以固定频率高压脉冲作为点火源，航空发动机点火***高压电容充电电路是产生一级高压，应用于给二级高压发生电路的输入电容充电，充电的时间决定了高压脉冲的频率，一般这个频率在1.8HZ至2.3HZ之间，目前的航空发动机点火***一级高压产生电路是把输入电源AC115V/400HZ通过中频变压器控制变比，在次级输出端进行整流滤波得到高压直流。

中频变压器是按照固定的变比把输入电压变换输出。如果输出电压以及频率变化，那么输出电压跟随变化，根据实际的使用情况来看，输入电压变化范围在AC100V～AC121V，频率范围360～800HZ，这样的宽范围变化的一个电压和频率会导致输出电压的剧烈波动，最终反映出来的问题就是负载电容每次的充放电时间变化很大，充放电重复频率在1.3HZ～2.8HZ，超出了要求的范围值，且中频变压器的体积大，重量重。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种航空发动机点火***高压电容充电电路，该电路可降低产品重量，稳定电容充电时间。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种航空发动机点火***高压电容充电电路，包括保险电路、整流滤波电路、辅助供电电路、开关管Q1、驱动电路、处理芯片、基准电路、频率设定信号处理电路、电流检测及滤波电路、漏感吸收电路、变压电路和充电电路；整流滤波电路的输入端通过保险电路与电源相连，整流滤波电路的输出端通过辅助供电电路连接处理芯片，整流滤波电路还分别与漏感吸收电路和变压电路相连，漏感吸收电路和变压电路均与开关管Q1的漏极相连，开关管Q1的源极和栅极之间设有驱动电路，开关管Q1的源极还连接电流检测及滤波电路，电流检测及滤波电路与处理芯片相连，处理芯片分别与基准电路和频率设定信号处理电路相连，变压电路与充电电路相连。

本实用新型的有益效果是：在本实用新型中，电路工作在DCM模式下，在开关管Q1关断期间，所有能量都传输到充电电路，保证每个周期传输的能量固定，从而可以较为精确的控制电容C8的充电时间，并且在全温范围内电路的各项参数变化较小，通过将中频变压器改为高频变压器，降低了变压电路的重量。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D 3、二极管D4和接地电容C1；二极管D1的负极和二极管D2的负极相连并连接接地电容C1、辅助供电电路、漏感吸收电路和变压电路，二极管D1的正极和二极管D3的负极相连并连接保险电路，二极管D2的正极和二极管D4的负极相连并连接外部电源，二极管D3的正极和二极管D4的正极相连并接地；

保险电路包括与外部电源相连接的保险管F1，保险管F1连接二极管D1的正极；变压电路包括初级线圈和次级线圈，初级线圈包括第一初级绕组和第二初级绕组，次级线圈包括第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，第一初级绕组的正极与二极管D1的负极相连，处理芯片的型号为UC1844。

采用上述进一步方案的有益效果是：整流滤波电路可将输入的交流电转化为直流电，保险电路可在外部电源过流时熔断，避免电路故障。

进一步，辅助供电电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D5和接地电容C2；电阻R1的一端与二极管D1的负极相连，另一端通过电阻R2与二极管D5的正极相连，二极管D5的负极分别连接处理芯片的引脚7和接地电容C2。

采用上述进一步方案的有益效果是：辅助供电电路为芯片提供经过整流滤波后的直流电。

进一步，漏感吸收电路包括电阻R11、电容C7、二极管D10和二极管D11；二极管D10的正极和二极管D11的正极相连并分别连接开关管Q1的漏极和第一初级绕组的负极，二极管D10的负极和二极管D11的负极相连并分别连接电阻R11的一端和电容C7的一端，电阻R11的另一端和电容C7的另一端分别与二极管D1的负极相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：漏感吸收电路可吸收开关管Q1关断后变压器漏感产生的尖峰。

进一步，驱动电路包括电阻R4、电阻R3、二极管D6、二极管D7和电阻R5；电阻R4的一端与开关管Q1的栅极相连，电阻R4的另一端分别连接电阻R3的一端和二极管D6的负极，电阻R3的另一端连接处理芯片的引脚6，二极管D6的正极分别连接开关管Q1的栅极、二极管D7的负极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端与二极管D7的正极均连接至开关管Q1的源极。

采用上述进一步方案的有益效果是：驱动电路用于驱动开关管Q1，控制开关管Q1的开启或闭合。

进一步，电流检测及滤波电路包括电容C4、电阻R9和接地电阻R10；接地电容C4的非接地端和电阻R9的一端均与处理芯片的引脚3相连，电阻R9的另一端分别连接接地电阻R10和开关管Q1的源极。

采用上述进一步方案的有益效果是：电流检测及滤波电路用于检测工作电流并滤除干扰信号。

进一步，基准电路包括接地电容C3、电阻R6、电阻R7、二极管D8和二极管D9；接地电容C3的非接地端和电阻R6的一端分别与处理芯片的引脚8和基准电压相连，电阻R6的另一端分别连接电阻R7的一端和二极管D8的负极，二极管D8的正极连接二极管D9的负极，二极管D9的正极连接处理芯片的引脚1，电阻R7的另一端分别连接地和处理芯片的引脚2。

采用上述进一步方案的有益效果是：基准电路为电流限制电路提供精确的且可调整的比较电压基准，其中电阻R6和电阻R7对基准电压分压得到新的基准电压，把新的基准电压提供给控制芯片，二极管D8和D9能够在高温环境下对控制芯片内部参数漂移进行补偿，抵消温度变化引起的参数漂移。

进一步，频率设定信号处理电路包括电阻R8、电容C5和电容C6；电阻R8、电容C5和电容C6均与处理芯片的引脚4相连，电阻R8的另一端与基准电压相连；电容C5的另一端连接到地，电容C6的另一端与处理芯片的引脚3相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：频率设定电路可设定控制芯片的工作频率，电阻R8采用精度为1％的精密电阻，电容C5采用度特性优异的COG材质，容量变化控制在5％以内，保证工作频率在全温工作环境下产生较小的变化。

进一步，充电电路包括电容C8，以及与电容C8相并联的负载；电容C8的两端分别与次级线圈的高电位端和低电位端相连接并作为输出节点，第一次级绕组和第二次级绕组之间串联有第一整流模块，第二次级绕组与第三次级绕组之间串联有第二整流模块，第三次级绕组与电容C8之间串联有第三整流模块；

第一初级绕组的匝数为25匝，线径为0.6mm，第二初级绕组的匝数为4匝，线径为0.2mm，第一次级绕组、第二次级绕组、第三次级绕组的匝数均为150匝，线径均为0.1mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：输出绕组分为多组可减小二极管的电压应力，二极管可选择的余地大。

进一步，负载包括串联的电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15；第一整流模块包括依次串联的二极管D12、二极管D13、二极管D14和二极管D15；第二整流模块包括依次串联的二极管D16、二极管D17、二极管D18和二极管D19；第三整流模块包括依次串联的二极管D20、二极管D21、二极管D21和二极管D23。

采用上述进一步方案的有益效果是：4只串联的二极管可提高整流模块的反向耐压，提高二极管耐压的安全余度，提高***的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种航空发动机点火***高压电容充电电路，包括保险电路、整流滤波电路、辅助供电电路、开关管Q1、驱动电路、处理芯片、基准电路、频率设定信号处理电路、电流检测及滤波电路、漏感吸收电路、变压电路和充电电路；整流滤波电路的输入端通过保险电路与电源相连，整流滤波电路的输出端通过辅助供电电路连接处理芯片，整流滤波电路还分别与漏感吸收电路和变压电路相连，漏感吸收电路和变压电路均与开关管Q1的漏极相连，开关管Q1的源极和栅极之间设有驱动电路，开关管Q1的源极还连接电流检测及滤波电路，电流检测及滤波电路与处理芯片相连，处理芯片分别与基准电路和频率设定信号处理电路相连，变压电路与充电电路相连。

在本实用新型实施例中，电路工作在DCM模式下，在开关管Q1关断期间，所有能量都传输到充电电路，保证每个周期传输的能量固定，从而可以较为精确的控制电容C8的充电时间，并且在全温范围内电路的各项参数变化较小，通过将中频变压器改为高频变压器，降低了变压电路的重量。

整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D 3、二极管D4和接地电容C1；二极管D1的负极和二极管D2的负极相连并连接接地电容C1、辅助供电电路、漏感吸收电路和变压电路，二极管D1的正极和二极管D3的负极相连并连接保险电路，二极管D2的正极和二极管D4的负极相连并连接外部电源，二极管D3的正极和二极管D4的正极相连并接地；保险电路包括与外部电源相连接的保险管F1，保险管F1连接二极管D1的正极；变压电路包括初级线圈和次级线圈，初级线圈包括第一初级绕组和第二初级绕组，次级线圈包括第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，第一初级绕组的正极与二极管D1的负极相连，处理芯片的型号为UC1844；整流滤波电路可将输入的交流电转化为直流电，保险电路可在外部电源过流时熔断，避免电路故障。

辅助供电电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D5和接地电容C2；电阻R1的一端与二极管D1的负极相连，另一端通过电阻R2与二极管D5的正极相连，二极管D5的负极分别连接处理芯片的引脚7和接地电容C2；辅助供电电路为芯片提供经过整流滤波后的直流电。

漏感吸收电路包括电阻R11、电容C7、二极管D10和二极管D11；二极管D10的正极和二极管D11的正极相连并分别连接开关管Q1的漏极和第一初级绕组的负极，二极管D10的负极和二极管D11的负极相连并分别连接电阻R11的一端和电容C7的一端，电阻R11的另一端和电容C7的另一端分别与二极管D1的负极相连接；漏感吸收电路可吸收开关管Q1关断后变压器漏感产生的尖峰。

驱动电路包括电阻R4、电阻R3、二极管D6、二极管D7和电阻R5；电阻R4的一端与开关管Q1的栅极相连，电阻R4的另一端分别连接电阻R3的一端和二极管D6的负极，电阻R3的另一端连接处理芯片的引脚6，二极管D6的正极分别连接开关管Q1的栅极、二极管D7的负极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端与二极管D7的正极均连接至开关管Q1的源极；驱动电路用于驱动开关管Q1，控制开关管Q1的开启或闭合。

电流检测及滤波电路包括电容C4、电阻R9和接地电阻R10；接地电容C4的非接地端和电阻R9的一端均与处理芯片的引脚3相连，电阻R9的另一端分别连接接地电阻R10和开关管Q1的源极；电流检测及滤波电路用于检测工作电流并滤除干扰信号。

基准电路包括接地电容C3、电阻R6、电阻R7、二极管D8和二极管D9；接地电容C3的非接地端和电阻R6的一端分别与处理芯片的引脚8和基准电压相连，电阻R6的另一端分别连接电阻R7的一端和二极管D8的负极，二极管D8的正极连接二极管D9的负极，二极管D9的正极连接处理芯片的引脚1，电阻R7的另一端分别连接地和处理芯片的引脚2；基准电路为电流限制电路提供精确的且可调整的比较电压基准，其中电阻R6和电阻R7对基准电压分压得到新的基准电压，把新的基准电压提供给控制芯片，二极管D8和D9能够在高温环境下对控制芯片内部参数漂移进行补偿，抵消温度变化引起的参数漂移。

频率设定信号处理电路包括电阻R8、电容C5和电容C6；电阻R8、电容C5和电容C6均与处理芯片的引脚4相连，电阻R8的另一端与基准电压相连；电容C5的另一端连接到地，电容C6的另一端与处理芯片的引脚3相连；频率设定电路可设定控制芯片的工作频率，电阻R8采用精度为1％的精密电阻，电容C5采用度特性优异的COG材质，容量变化控制在5％以内，保证工作频率在全温工作环境下产生较小的变化。

充电电路包括电容C8，以及与电容C8相并联的负载；电容C8的两端分别与次级线圈的高电位端和低电位端相连接并作为输出节点，第一次级绕组和第二次级绕组之间串联有第一整流模块，第二次级绕组与第三次级绕组之间串联有第二整流模块，第三次级绕组与电容C8之间串联有第三整流模块；第一初级绕组的匝数为25匝，线径为0.6mm，第二初级绕组的匝数为4匝，线径为0.2mm，第一次级绕组、第二次级绕组、第三次级绕组的匝数均为150匝，线径均为0.1mm；输出绕组分为多组可减小二极管的电压应力，二极管可选择的余地大。

负载包括串联的电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15；第一整流模块包括依次串联的二极管D12、二极管D13、二极管D14和二极管D15；第二整流模块包括依次串联的二极管D16、二极管D17、二极管D18和二极管D19；第三整流模块包括依次串联的二极管D20、二极管D21、二极管D21和二极管D23；4只串联的二极管可提高整流模块的反向耐压，提高二极管耐压的安全余度，提高***的可靠性。

本实用新型的实施例为：输入AC115V输入经过一只保险管F1，经过二极管D1，D2，D3，D4组成的全桥整流滤波电路，把输入交流整流成直流，通过电容C1的滤波作用把脉动的直流电压变成较为平滑的电压；同时，从整流后的电压取电，通过电阻R1，R2的限流，二极管D5单向导通，以较小的电流给电容C2充电至处理芯片IC1的启动阈值电压，处理芯片开始工作；R3，R4，D6，D7，R5组成开关管Q1的驱动电路，输出具有一定占空比的PWM波形，当PWM高电平的时候，Q1导通。

当Q1导通时，次级所有的整流二极管D12，D13，D14，D15，D16，D17，D18，D19，D20，D21，D22，D23都反向截止，变压电路T1相当于一个纯电感，流过初级绕组的电流线性上升，达到Ip，初级绕组储存能量当Q1关断时，所有T1绕组电压反向，R11，C6，D10，D11吸收Q1关断后变压器漏感产生的尖峰电压，此时的反激电压使次级输出二极管进入导通状态，同时初级储存的能量全部传送到次级，提供负载电流给电容C8充电。这是一个周期的工作流程，下个周期如此重复。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，包括保险电路、整流滤波电路、辅助供电电路、开关管Q1、驱动电路、处理芯片、基准电路、频率设定信号处理电路、电流检测及滤波电路、漏感吸收电路、变压电路和充电电路；所述整流滤波电路的输入端通过保险电路与电源相连，所述整流滤波电路的输出端通过所述辅助供电电路连接所述处理芯片，所述整流滤波电路还分别与所述漏感吸收电路和变压电路相连，所述漏感吸收电路和变压电路均与所述开关管Q1的漏极相连，所述开关管Q1的源极和栅极之间设有驱动电路，所述开关管Q1的源极还连接所述电流检测及滤波电路，所述电流检测及滤波电路与所述处理芯片相连，所述处理芯片分别与所述基准电路和频率设定信号处理电路相连，所述变压电路与所述充电电路相连。

2.根据权利要求1所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和接地电容C1；所述二极管D1的负极和二极管D2的负极相连并分别连接所述接地电容C1、辅助供电电路、漏感吸收电路和变压电路，所述二极管D1的正极和二极管D3的负极相连并连接所述保险电路，所述二极管D2的正极和二极管D4的负极相连并连接外部电源，所述二极管D3的正极和二极管D4的正极相连并接地；

所述保险电路包括与外部电源相连接的保险管F1，所述保险管F1连接所述二极管D1的正极；所述变压电路包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈包括第一初级绕组和第二初级绕组，所述次级线圈包括第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，所述第一初级绕组的正极与所述二极管D1的负极相连，所述处理芯片的型号为UC1844。

3.根据权利要求2所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述辅助供电电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D5和接地电容C2；所述电阻R1的一端与所述二极管D1的负极相连，另一端通过电阻R2与二极管D5的正极相连，所述二极管D5的负极分别连接所述处理芯片的引脚7和接地电容C2。

4.根据权利要求2所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述漏感吸收电路包括电阻R11、电容C7、二极管D10和二极管D11；所述二极管D10的正极和二极管D11的正极相连并分别连接开关管Q1的漏极和第一初级绕组的负极，所述二极管D10的负极和二极管D11的负极相连并分别连接电阻R11的一端和电容C7的一端，所述电阻R11的另一端和电容C7的另一端分别与所述二极管D1的负极相连接。

5.根据权利要求2所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述驱动电路包括电阻R4、电阻R3、二极管D6、二极管D7和电阻R5；所述电阻R4的一端与所述开关管Q1的栅极相连，所述电阻R4的另一端分别连接电阻R3的一端和二极管D6的负极，所述电阻R3的另一端连接所述处理芯片的引脚6，所述二极管D6的正极分别连接开关管Q1的栅极、二极管D7的负极和电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端与二极管D7的正极均连接至开关管Q1的源极。

6.根据权利要求2所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述电流检测及滤波电路包括电容C4、电阻R9和接地电阻R10；所述接地电容C4的非接地端和电阻R9的一端均与所述处理芯片的引脚3相连，所述电阻R9的另一端分别连接接地电阻R10和所述开关管Q1的源极。

7.根据权利要求2所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述基准电路包括接地电容C3、电阻R6、电阻R7、二极管D8和二极管D9；所述接地电容C3的非接地端和电阻R6的一端分别与所述处理芯片的引脚8和基准电压相连，所述电阻R6的另一端分别连接电阻R7的一端和二极管D8的负极，所述二极管D8的正极连接二极管D9的负极，所述二极管D9的正极连接所述处理芯片的引脚1，所述电阻R7的另一端分别连接地和所述处理芯片的引脚2。

8.根据权利要求7所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述频率设定信号处理电路包括电阻R8、电容C5和电容C6；所述电阻R8、电容C5和电容C6均与所述处理芯片的引脚4相连，所述电阻R8的另一端与基准电压相连；所述电容C5的另一端连接到地，所述电容C6的另一端与处理芯片的引脚3相连。

9.根据权利要求2所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述充电电路包括电容C8，以及与所述电容C8相并联的负载；所述电容C8的两端分别与所述次级线圈的高电位端和低电位端相连接并作为输出节点，所述第一次级绕组和第二次级绕组之间串联有第一整流模块，所述第二次级绕组与第三次级绕组之间串联有第二整流模块，所述第三次级绕组与电容C8之间串联有第三整流模块；

所述第一初级绕组的匝数为25匝，线径为0.6mm，所述第二初级绕组的匝数为4匝，线径为0.2mm，所述第一次级绕组、第二次级绕组、第三次级绕组的匝数均为150匝，线径均为0.1mm。

10.根据权利要求9所述的航空发动机点火***高压电容充电电路，其特征在于，所述负载包括串联的电阻R12、电阻R13、电阻R14和电阻R15；所述第一整流模块包括依次串联的二极管D12、二极管D13、二极管D14和二极管D15；所述第二整流模块包括依次串联的二极管D16、二极管D17、二极管D18和二极管D19；所述第三整流模块包括依次串联的二极管D20、二极管D21、二极管D21和二极管D23。