[发明专利]一种机载计算机电源系统稳定性设计方法

说明书

技术领域

本发明属于机载计算机应用领域，具体涉及一种机载计算机电源系统稳定性设计方法。

背景技术

在机载计算机的设计中，开关电源模块及组成系统的稳定性问题经常被忽视，稳定性严重影响机载计算机系统性能和安全。在机载计算机中，开关电源模块可以单独通过稳定性评估及试验验证，而机载计算机在使用电源模块组成电源系统时，却可能会发生电源系统不稳定的故障现象。

鉴于以上所述，目前没有关于机载计算机电源系统稳定性的设计方法，本发明人针对现有技术深入研究，并有本案产生。

发明内容

本发明通过对机载计算机电源系统进行建模，针对机载计算机EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析，确定机载计算机在使用电源模块组成电源系统时的稳定性。

本发明的目的在于提出机载计算机电源系统稳定性的设计方法。该设计方法关键技术为三个步骤，电源系统建模、阻抗分析、稳定性判断。

本发明详细的技术方案如下：

一种机载计算机电源系统稳定性设计方法，包括以下步骤：

步骤1：电源系统建模是将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型，模型A为EMI电源滤波器，模型B为开关电源模块，系统模型如图2所示。同时进入步骤2；

步骤2：Ta、Tb分别为模型A、B的传递函数，Zo为A的输出阻抗，Zi为B的输入阻抗。分别计算阻抗Zo、Zi，Zo、Zi阻抗图分别见图3、图4。同时进入步骤3。

步骤3：稳定性判据为，在全频段范围内进行阻抗比较，使用幅频特性图(Bode图)对阻抗大小进行判断。前级模块的输出阻抗Zo小于后级模块的输入阻抗Zi，则判定机载计算机电源系统稳定；若前级模块的输出阻抗Zo出现大于后级模块的输入阻抗Zi的情况，则判定机载计算机电源系统不稳定，此时进入步骤2，更改设计，重新计算阻抗Zo、Zi，使电源系统处于稳定状态。

附图说明

图1为机载计算机电源系统稳定性的设计方法流程框图；(摘要附图)

图2为机载计算机电源系统模型图；

图3为电源系统模型A的输出阻抗Zo；

图4为电源系统模型B输入阻抗Zi；

图5为电源系统稳定状态图；

图6为电源系统不稳定状态图。

具体实施方式

一种机载计算机电源系统稳定性设计方法，包括以下步骤：

步骤1：电源系统建模是将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型，模型A为EMI电源滤波器，模型B为开关电源模块，系统模型如图2所示。同时进入步骤2；

步骤2：Ta、Tb分别为模型A、B的传递函数，Zo为A的输出阻抗，Zi为B的输入阻抗。分别计算阻抗Zo、Zi，Zo、Zi阻抗图分别见图3、图4。同时进入步骤3。

步骤3：稳定性判据为，在全频段范围内进行阻抗比较，使用幅频特性图(Bode图)对阻抗大小进行判断。前级模块的输出阻抗Zo小于后级模块的输入阻抗Zi，则判定机载计算机电源系统稳定；若前级模块的输出阻抗Zo出现大于后级模块的输入阻抗Zi的情况，则判定机载计算机电源系统不稳定，此时进入步骤2，更改设计，重新计算阻抗Zo、Zi，使电源系统处于稳定状态。

根据机载计算机的需求，本发明可以有效的实现机载计算机电源系统稳定性设计。通过对电源系统进行建模，针对机载计算机EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析，可以确定机载计算机在使用电源模块组成电源系统时的稳定性。本发明中所提出的稳定性设计方法，在幅频特性图上进行阻抗分析、大小比较判断，直观的进行了可视化分析，提高了机载计算机电源系统稳定性设计的效率和正确性。