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開關(guān)電源的設(shè)計方案范文第1篇

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 降壓輸出 升壓輸出

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0189-02

1 引言

隨著電子產(chǎn)品的進步和發(fā)展，各種電子產(chǎn)品逐漸進入了人們的生活，而生活中形形的電子產(chǎn)品免不了供電系統(tǒng)的支持，而本產(chǎn)品就是為了電子元器件的各種應(yīng)用而設(shè)計完成。

2 系統(tǒng)應(yīng)用支撐

LM3481是一款輸入電壓在2.96V～48V，輸出電壓在1.275V～300V，最大電流為20A的高性能控制器。被廣泛應(yīng)用于汽車啟動―停止、筆記本電腦、機頂盒等電路中。所以此系統(tǒng)可以用于DC 5V供電電源。

3 系統(tǒng)方案

使用LM3481芯片實現(xiàn)在不同電壓輸入條件下的電壓穩(wěn)定輸出。該LM3481器件是開關(guān)穩(wěn)壓器通用的低端N-FET高性能控制器。該設(shè)備適用于拓撲結(jié)構(gòu)需要一個低邊場效應(yīng)管，如升壓，反激式，SEPIC等使用。LM3481裝置可在非常高開關(guān)頻率下工作，LM3481可以通過使用一個外部電阻或通過將其同步至外部時鐘被調(diào)整到100kHz至1MHz之間的任何值。其輸入電壓范圍在2.97V～48V左右，具有較寬的輸入范圍，同時其最大輸出電流為20A，可滿足大部分電子元器件的需求。

4 系統(tǒng)硬件設(shè)計

本作品是利用WEBENCH進行的電源設(shè)計，設(shè)計過程如下：

（1）在WEBENCH Designer 頁面輸入設(shè)計電源的供電要求、輸入電壓最小值和最大值、輸出電壓、輸出電流和環(huán)境溫度，然后點擊“開始設(shè)計”。

（2）之后WEBENCH會給出設(shè)計方案，在給出的各個設(shè)計方案中根據(jù)各個參數(shù)選擇最符合自己要求的核心芯片，其中可以利用WEBENCH工具的x型、仿真和優(yōu)化工具幫助自己選擇合適的芯片，經(jīng)過自己的比較分析，我所選用的芯片是LM3481。

（3）選定LM3481，點擊“開始設(shè)計”， WEBENCH會給出基于芯片LM3481的相關(guān)設(shè)計，例如：圖表、原理圖、工作數(shù)值、元件清單等等。據(jù)此進行自己的電路設(shè)計和制作。如圖1所示。

（4）已知電源的原理圖，在Altium Designer10軟件中畫出設(shè)計電路的原理圖和PCB圖，如圖2、圖3所示。

5 仿真結(jié)果分析

根據(jù)WEBENCH自身的功能，我們進行了對本設(shè)計的效率等的仿真如圖4～圖5所示。

6 實驗總結(jié)與體會

本次項目，通過WEBENCH網(wǎng)絡(luò)設(shè)計軟件設(shè)計了一款基于LM3481芯片的DC-DC開關(guān)電源。通過在線軟件WEBENCH的幫助，成功實現(xiàn)了LM3481電路圖，仿真等一系列功能。同時設(shè)計的基于LM3481的DC―DC開關(guān)電源電路設(shè)計簡單，性價比高，可靠性好，因此具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]王兆安，劉進軍.電力電子技術(shù)（第5版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[3]普利斯曼，比德斯，莫瑞.王志強 譯.開關(guān)電源設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社，2010.

收稿日期：2016-08-12

開關(guān)電源的設(shè)計方案范文第2篇

關(guān)鍵詞：DC-DC；同步整流；BUCK結(jié)構(gòu)；續(xù)流；均流技術(shù)

1 系統(tǒng)方案整體結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)方案主要由兩個BUCK變換器構(gòu)成的DC-DC降壓式電路、主控電路、采樣電路、驅(qū)動電路以及PWM模塊組成。主控芯片通過采樣得到的電壓電流參數(shù)來控制輸出PWM波的占空比，進而控制開關(guān)管的開關(guān)頻率，閉環(huán)控制電流電壓，使其穩(wěn)定輸出。提高了供電的效率和穩(wěn)定性。系統(tǒng)方案框圖如圖1所示。

2 各模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 DC-DC模塊

系統(tǒng)方案的DC-DC模塊采用是兩個相同的BUCK拓撲結(jié)構(gòu)，并且使電感始終工作在電流連續(xù)狀態(tài)，否則閉環(huán)穩(wěn)壓時易振蕩。另外，為了降低電路損耗，本系統(tǒng)方案選用導通電阻較低的開關(guān)管IRF3205（額定電流110A，耐壓達55V，導通電阻小于8毫歐）。

對于BUCK電路濾波電感L1的計算如下：

為使輸出電流連續(xù)且穩(wěn)定，本設(shè)計選擇L1=800uh。為了避免電感飽和，且更好地實現(xiàn)電感的儲能功能，本設(shè)計選用外徑為4.8cm的鐵粉磁環(huán)繞制電感。由于電流可高達2-3A，為了降低電感線圈的發(fā)熱損耗，選用2股直徑為0.64mm的漆包線繞制。

2.2 MOS管驅(qū)動電路設(shè)計

如圖3所示，MOS管驅(qū)動電路選用具有波形互補的可編程芯片IR2104，PWM波從2腳輸入，HO和LO輸出兩路反相的PWM分 別控制兩個MOS管的開斷。

D5和C1/C2為自舉二極管和自舉電容，兩者串聯(lián)起到電流配合的作用實現(xiàn)電壓自舉，抬高VS的電位，使輸出的PWM更穩(wěn)定，同時二極管起到防止電流倒灌的作用。

2.3 電流采樣電路

如圖4所示，該部分選擇高邊電流采樣的方案，高邊電流采樣要求放大器必須具備大動態(tài)輸入范圍以及高共模抑制比，所以采用TI公司專用高邊電流采樣芯片INA282；采樣電阻選擇耐高溫，溫度系數(shù)小，精度可控的康銅絲電阻。

INA282的增益為50，采樣電阻阻值為RS，反饋電壓為：

VIFB=50×RS×I0

考慮到單片機ADC的采樣范圍為0～2.5V，對應(yīng)0～2.5A，根據(jù)公式可知RS=10毫歐。

2.4 過流保護電路

過流保護是由電流采樣電阻、運算放大電路及保護電路組成。主要是通過運算放大電路采取采樣電阻兩端的電壓，從而可以間接知道電阻兩端的電流，利用LM358比較器，設(shè)定電路的閾值當電路中的電流值超過了指定的閾值時，此時整個電路的供電就斷開了，從而起到了保護作用。

3 均流技術(shù)-PID算法

采樣DC/DC模塊1的輸出電流I1，反饋控制DC/DC模塊1的開關(guān)PWM波，使DC/DC模塊1輸出電流I1維持一固定值；采樣負載兩端電壓V0，反饋控制DC/DC模塊2的開關(guān)PWM波，是負載兩端電壓為定值V0。在負載電阻一定時，由于負載電壓穩(wěn)定，輸出總電流I一定，又因DC/DC模塊1的輸出電流I1穩(wěn)定，故可以確定DC/DC模塊2的輸出電流I2。從而可以實現(xiàn)均流的目的。

4 結(jié)束語

文章提出了一種DC-DC開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)的技術(shù)方案，該設(shè)計方案采用多模塊并聯(lián)操作可以很好的解決市場上單一集中式電源；從實際的測試數(shù)據(jù)中，電路的供電效率達到了97.21%；電流的分配效果非常精準，可以很好的利用在開關(guān)電源的行業(yè)，電路結(jié)構(gòu)簡單，利用率高，具有很好的推廣前景。

參考文獻

[1]張?zhí)旆?開關(guān)電源的并聯(lián)運行及其數(shù)字均流技術(shù)[J].淮海工學院學報，2006，15（1）：29-32.

[2]吳志明，孫道宗，黃孝遠，等.程控開關(guān)電源并聯(lián)供電系統(tǒng)的設(shè)計與實驗[J].電子設(shè)計工程，2013，21（7）：108-111.

[3]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006.

開關(guān)電源的設(shè)計方案范文第3篇

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；反激式電路；高頻變壓器

引言

開關(guān)電源是綜合現(xiàn)代電力電子、自動控制、電力變換等技術(shù)，通過控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，來獲得穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，因其具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，在現(xiàn)代電力電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，代表著當今穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，已成為穩(wěn)壓電源的主導產(chǎn)品。文章設(shè)計了一種基于TOP-Switch系列芯片的小功率多路輸出DC/DC的反激式開關(guān)電源。

1 電源設(shè)計要求

文章設(shè)計的開關(guān)電源將用于軌道車輛電動門控制系統(tǒng)中，最大的功率為12W，分四路輸出，具體設(shè)計參數(shù)如下：（1）輸入電壓Vin=110V；（2）開關(guān)頻率fs=132kHz；（3）效率η=80%；（4）輸出電壓/電流 48V/0.2A，15V/0.02A-15V/0.02A，5V/0.3A；（5）輸出功率12W；（6）電壓精度1%；（7）紋波率1%。（8）負載調(diào)整率±3%，電源最小輸入電壓為Vimin=77V，最大輸入電壓為Vimax=138V?？紤]到設(shè)計要滿足結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，經(jīng)濟性及電磁兼容性等要求，結(jié)合本設(shè)計輸出功率小的特點，最終選用了單端反激式開關(guān)電源，它具有結(jié)構(gòu)簡單，所需元器件少，可靠性高，驅(qū)動電路簡單的特點，適合多路輸出場合。

2 單端反激式開關(guān)電源的基本原理

單端反激式開關(guān)電源由功率MOS管，高頻變壓器，無源鉗位RCD電路及輸出整流電路組成。其工作原理是當開關(guān)管Q被PWM脈沖激勵而導通時，輸入電壓就加在高頻變壓器的初級繞組N1上，由于變壓器次級整流二極管D1反接，次級繞組N2沒有電流流過；當開關(guān)管關(guān)斷時，次級繞組上的電壓極性是上正下負，整流二極管正偏導通，開關(guān)管導通期間儲存在變壓器中的能量便通過整流二極管向輸出負載釋放。反激變壓器在開關(guān)管導通期間只存能量，在截止期間才向負載傳遞能量，因為能量是單方向傳導，所以稱為單端變化器[1]。

圖1 單端反激式開關(guān)電源的原理圖

3 TOP-Switch系列芯片的介紹及選型

TOP-Swtich單片開關(guān)電源是開關(guān)電源專用集成電路，它將脈寬調(diào)制電路與高壓MOSFET開關(guān)管及驅(qū)動電路等集成在一起，具備完善的保護功能。使用該芯片設(shè)計的小功率開關(guān)電源，可大大減少電路，降低成本，提高可靠性[4]。

對于芯片的選擇主要考慮輸入電壓和功率，由設(shè)計要求可知，輸入電壓為寬范圍輸入，輸出功率不大于12W，故選擇TOP264VG。

4 電路設(shè)計

本設(shè)計開關(guān)電源的總體設(shè)計方案如圖2所示。

4.1 主電路設(shè)計

4.1.1 變壓器設(shè)計

變壓器的設(shè)計是整個電源設(shè)計最重要的部分，它的設(shè)計好壞直接影響到整個電源性能。

（1）磁芯和骨架的確定

由參考文獻[1]可查出，當P0=12W時可供選擇的鐵氧體磁芯型號，由于采用包線繞制，而且EE型鐵芯廉價，磁損耗小且適用性強，故選擇EEL19。從廠家提供的磁芯產(chǎn)品手冊中可以查到磁芯有效截面積Ae=0.23cm2，磁路有效長度Le=3.94cm2，磁芯等效電感AL=1250Nh/T2

（2）確定最大占空比

（式中VOR為初級感應(yīng)電壓，VDS為開關(guān)管漏源導通電壓，其中VOR=135V，VDS=10V）

（3）初級波形參數(shù)計算

初級波形的參數(shù)主要包括輸入電流平均值IAGV、初級峰值電流IP

輸入電流平均值

初級峰值電流

（其中KRP為初級紋波電流IR與初級峰值電流IP的比值，當反激式開關(guān)電源工作在不連續(xù)狀態(tài)時取KRP=1）

（4）確定初級繞組電感

（5）計算各繞組的匝數(shù)

初級繞組的匝數(shù) 實取33匝

次級為5v輸出的繞組定義為NS=4turn

對于±15V輸出 實取12匝

對于48V輸出 實取36匝

對于偏置繞組 實取10匝

4.1.2 無源鉗位電路的設(shè)計

反激式開關(guān)電源，每當功率MOSFET由導通變?yōu)榻刂箷r，在開關(guān)電源的一次繞組上就會產(chǎn)生尖峰電壓和感應(yīng)電壓，和直流高壓一起疊加在MOSFET上，漏極電壓

這就要求功率MOSFET至少能承受450V的高壓，并且要求鉗位電路吸收尖峰電壓來保護功率MOSFET。本電源的鉗位電路由穩(wěn)壓管和二極管D1組成，其中VR1為瞬態(tài)電壓抑制器P6KE200，D1為快恢復二極管IN4936，當MOSFET導通時，原邊繞組電壓上正下負，使D1截止，鉗位電路不起作用；當MOSFET截止瞬間，原邊繞組電壓上負下正，使得D1導通，電壓被鉗位在200V左右。

4.1.3 輸出環(huán)節(jié)的設(shè)計

以+5V輸出為例，次級繞組高頻電壓經(jīng)肖特基二極管SB120整流后，用超低的ESR濾波，為了得到獲得更小的紋波電壓，在設(shè)計時又加入了次級LC濾波器，實驗表明，輸出的電壓更符合期望值。

4.2 反饋環(huán)節(jié)的設(shè)計

反饋回路主要由PC817和TL431組成，這里用的TL431型可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器來代替普通的穩(wěn)壓管，構(gòu)成外部誤差放大器，進而對輸出電壓作精密調(diào)整，當輸出電壓發(fā)生波動時，經(jīng)過電阻R13、R14分壓后得到取樣電壓與TL431中的2.5V的基準電壓進行比較，在陰極K上形成誤差電壓，使光耦合器中的LED工作電流產(chǎn)生相應(yīng)變化，再通過光耦合器去改變單片開關(guān)電源的控制端電流，進而調(diào)節(jié)輸出占空比，使輸出電壓維持不變，達到穩(wěn)壓目的。

5 結(jié)束語

文章設(shè)計的開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡單，所需元器件少，體積小，成本低的特點，并且滿足所有設(shè)計要求，在軌道車輛電動門控制系統(tǒng)中有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]楊立杰.多路輸出單端反激式開關(guān)電源的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007.

[2]沙占友.開關(guān)電源實用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2011.

開關(guān)電源的設(shè)計方案范文第4篇

工作原理

1.啟動與振蕩

開機后，220V交流市電經(jīng)D1-D4橋式整流、C5、C2濾波，得到的約300V的直流電壓，經(jīng)過開關(guān)變壓器TB1的初級①-②繞組直接送至IC1（AP8022）的⑤-⑧腳，IC1內(nèi)部的啟動電路、振蕩電路得電后開始工作。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號通過驅(qū)動電路使IC1內(nèi)部場效應(yīng)管進入開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)變壓器TB1初級繞組①-②上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，由于繞組間的電磁耦合，開關(guān)變壓器TB1反饋繞組③-④產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)D6整流、R10限流、C4濾波后得到的直流電壓加到AP8022④腳，為AP8022內(nèi)部電路提供正常工作所需的電壓，維持開關(guān)電源的穩(wěn)定工作。電源正常工作后，開關(guān)變壓器次級各繞組產(chǎn)生高頻脈沖電壓分別經(jīng)過整流、濾波后輸出不同的電壓，為主板各單元電路提供工作電源。

2.穩(wěn)壓控制

集信V4中九專用接收機開關(guān)電源穩(wěn)壓控制電路主要由光電耦合器UP1（817C）和可調(diào)三端穩(wěn)壓器IC2（TL431）等元件組成，穩(wěn)壓取樣電壓取自3.3V電源，經(jīng)R5、R4分壓加到TL431A控制端R。當因某種原因使開關(guān)電源次級輸出電壓升高時，TL431A的控制端R電壓也隨之升高，使TL431A的K端電壓下降，光電耦合器UP1（817C）內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)光增強，光敏三極管導通增強而內(nèi)阻減小，AP8022③腳反饋端電壓升高，該變化的電壓值經(jīng)AP8022內(nèi)部電路處理后，控制內(nèi)部振蕩器輸出的振蕩脈沖寬度變窄，從而使內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管的導通時間縮短，開關(guān)變壓器次級輸出電壓隨之下降，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。當輸出電壓因某種原因降低時，穩(wěn)壓控制與上述過程相反。

3.保護電路

以電源管理芯片AP8022構(gòu)成開關(guān)電源的過流保護、過壓保護、過熱保護均由AP8022內(nèi)部電路完成。在AP8022外部的保護電路主要是由R1、C1、D5組成的消尖峰電路，在AP8022內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管截止瞬間，吸收開關(guān)變壓器TB1①-②繞組產(chǎn)生的尖峰脈沖電壓，保護AP8022內(nèi)部的場效應(yīng)開關(guān)管不被過高的尖峰電壓擊穿。

4.輸出電路

由AP8022構(gòu)成開關(guān)電源的輸出電路與其他類型開關(guān)電源沒有太大的區(qū)別，輸出電壓組數(shù)取決于主板各單元電路對電源的需求，每一組電源輸出電路都是由整流、濾波等基本元件構(gòu)成。集信V4中九專用接收機開關(guān)電源輸出排插標注輸出電壓為24V、5V、3.3V三組電源，但實際只輸出24V、3.3V兩組電源，原設(shè)計的電源電路部分元件省略。

檢修思路

1.電源無輸出電壓

以AP8022為核心元件構(gòu)成的開關(guān)電源，如交流市電輸入端有保險管，可以根據(jù)保險管熔斷與否判斷電路是否存在短路故障。集信V4中九專用接收機開關(guān)電源的交流市電輸入端省略了保險，可用萬用表電阻檔粗略測量整流二極管D1-D4、濾波電容C5、C2、電源芯片IC1（AP8022）有無短路現(xiàn)象的存在。判斷AP8022內(nèi)部場效應(yīng)開關(guān)管是否擊穿，可測①-⑤腳間電阻值，如電阻值接近0，則開關(guān)管已擊穿損壞。在更換AP8022前，應(yīng)仔細檢查消尖峰電路元件是否損壞，避免AP8022再次損壞。在確認電源輸入電路無明顯短路故障后，可測C5、C2兩端有無300V左右的直流電壓。如有300V左右直流電壓，但關(guān)機后該電壓較長時間才消失，則說明開關(guān)電源未起振，在檢查AP8022元件正常的情況下，可更換AP8022試之。

2.輸出電壓偏離正常值

如各組電源輸出電壓均偏離正常值，則故障多發(fā)生在穩(wěn)壓控制環(huán)路和取樣電源支路，在負載電路正常的情況下，可對取樣電源支路中元件及穩(wěn)壓控制電路中的取樣電阻R5、R4、光電耦合器UP1（817C）、可調(diào)三端穩(wěn)壓器IC2（TL431）和電源管理芯片IC1（AP8022）等相關(guān)元件進行檢測，找出故障元件更換即可。如取樣電源支路以外的其他電源支路輸出電壓異常，可查該支路的整流二極管、濾波電容、電感等元件有無損壞。

檢修實例

[例1] 無圖無聲，前面板無任何顯示。

打開機蓋，用萬用表電阻檔粗略檢測整流二極管D1-D4、濾波電容C5、C2、IC1（AP8022）等元件，發(fā)現(xiàn)橋式整流電路中有兩只二極管已擊穿短路，更換后電源仍無輸出電壓，測C5、C2兩端有300V直流電壓，斷電后C5、C2上的電壓泄放很慢，說明電源電路未起振。查IC1（AP8022）電路元件未發(fā)現(xiàn)異常，判斷AP8022可能已損壞。逐一檢查消尖峰電路各元件均正常，因手頭暫無同型號AP8022更換，查資料發(fā)現(xiàn)AP8022與VIPer22A應(yīng)用電路相同，只是啟動、關(guān)斷電壓，工作電流、頻率等性能參數(shù)稍有不同，用VIPer22A代換后整機工作恢復正常。

開關(guān)電源的設(shè)計方案范文第5篇

【關(guān)鍵詞】航模；發(fā)動機；點火裝置

1.緒論

1.1 項目背景

航模運動是集科技、體育與實踐于一體、且綜合性很強的一項活動。實踐證明：開展這項活動是促進理論聯(lián)系實際和有效提高青少年綜合素質(zhì)的一種教育形式。由于航模活動涉及的知識面較寬，入門難度較大，加上油動航空模型又是這類活動最具難度的項目，因而使許多青少年愛好者難于入門，最終望而卻步。

航模電熱式發(fā)動機點火啟動用的點火裝置性能優(yōu)劣與否，直接關(guān)系著航模發(fā)動機能否順利地啟動。點火裝置隨著技術(shù)的發(fā)展，已歷經(jīng)錳鋅電池、甲電池、單隔鉛酸蓄電池、免維護蓄電池、鎳鎘充電電池和串聯(lián)式穩(wěn)壓電源等多種形式，其性能、技術(shù)指標及試驗數(shù)據(jù)見附錄A。

上述在油動模型運動中先后流行過的幾種點火裝置，其中大部分點火裝置（點火器）在支持大電流、連續(xù)放電等方面均存在一定缺陷，而且難于支持工作電流大于4A的日本產(chǎn)OS牌8冷型電熱塞，也不適合在點火電量要求較高的四沖程航模發(fā)動機上使用；且這些點火裝置不具備自動檢測、工作狀態(tài)指示等功能，電熱塞是否工作在正常狀態(tài)無法識別，發(fā)動機不能正常啟動的原因無法準確判斷，因而或多或少的影響電熱塞的正常工作，致使發(fā)動機點火啟動特別困難。有時不清楚故障何在，甚至要把電熱塞從模型發(fā)動機上拆下來，反復檢查、測試電熱塞、點火裝置或供電電源的性能是否正常等煩瑣過程。

1.2 項目的產(chǎn)生

在航模電熱式發(fā)動機點火啟動過程中，發(fā)動機點火啟動困難司空見慣，究其原因：一是由于二沖程發(fā)動機本身結(jié)構(gòu)過于簡單，不像汽油發(fā)動機的點火裝置那么完善；二是點火器根本沒工作或電力不足；三是發(fā)動機的油路與電路有時多種故障交織在一起，故障性質(zhì)很難正確區(qū)分；四是前置化油器發(fā)動機螺旋漿的旋轉(zhuǎn)面與油針、電熱塞之間距離太近，初學者均存在害怕打傷手指的恐懼心理；五是初學者盲目操作越調(diào)越亂，進而造成點火器中的充電電池電量迅速消耗。這些問題在很大程度上阻礙了這項科技活動的開展與普及。

航模電熱式發(fā)動機啟動困難的原因：

航模電熱式二沖程發(fā)動機難以啟動，往往有幾方面的因素造成，而且有些故障是多種故障組合后的結(jié)果。

（1）油路方面

①發(fā)動機上的電熱塞是否擰緊，是否漏氣；

②主油門開啟的大或小是否合適；

③化油器（風門兼油門）開口大小是否合適；

④怠速油針開啟的大小是否合適；

⑤主、副油針貧油或富油判斷是否正確；

⑥電熱塞型號（熱度）的選擇是否合適。

（2）電路部分

①點火裝置供電電源的正負極接法正確與否；

②供電電源的電量是否正常；

③電熱塞工作狀態(tài)是正常、短路，還是開路；

④點火裝置本身的性能是否正常（空載）；

⑤點火裝置工作時，各階段工作狀態(tài)是否正常（滿載）。

（3）其他方面

在外場訓練活動中，因操作者經(jīng)驗不足點火裝置缺電的情況時有發(fā)生，導致從外場無功而返。不僅如此，就是在全國性空模比賽時，也能時?？吹絺€別選手因準備工作不充分，發(fā)生發(fā)動機點火裝置在關(guān)鍵時刻不能正常使用。

3A、象真型等模型飛機為了外觀需要，發(fā)動機多采取倒裝或側(cè)裝方式。首先是因電熱塞在發(fā)動機下方不便加電點火；二是因電熱塞浸在燃油中致使點火啟動困難；三是發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，容易造成富油而熄火。

目前，盡管用于模型發(fā)動機啟動的點火裝置，如：點火器比較流行，但它們均存在程度不同的問題。特別是對那些初涉油動模型的愛好者們，如何順利點火啟動油動航模發(fā)動機已經(jīng)是空模入門成敗之關(guān)鍵。在眾多影響因素中，以點火裝置性能欠佳或供電電池容量不足或電池缺電的情況居多。

由此可見：航模電熱式發(fā)動機點火裝置的性能優(yōu)劣與否，直接關(guān)系著油動模型發(fā)動機能否順利點火啟動。

2.設(shè)計目標

機載型智能點火裝置主要考慮其重量與尺寸方面要有利于微型化、輕量化的要求。

為了方便廣大航模初學者的使用，為了有利于航模這項科技活動的推廣與普及，必須大幅度降低航模電熱式發(fā)動機初學者的入門難度，設(shè)法利用電子技術(shù)的優(yōu)勢，來彌補發(fā)動機本身結(jié)構(gòu)過于簡單而導致難于點火啟動的缺陷，使原本交叉而又復雜的問題趨于簡單，徹底改變多年來操作者對發(fā)動機憑經(jīng)驗或盲地操作的落后格局。

3.2.5 限流控制電路

由電阻R10、R11、R5、R1、R17與集成電路IC內(nèi)部的運放2組成。電阻R17用于對輸出電流進行取樣，取樣電壓以差分方式，然后經(jīng)過電阻R1和電阻R11后送到IC內(nèi)部的運放2的反相端15腳和同相端16腳。例如：當輸出電流對大于額定電流時，進行以下控制過程：V16>V15V3占空比V0I0，從而保持I0限定在額定電流范圍內(nèi)。（注：I0=Iout）

3.3 改進提高DC/DC開關(guān)電源模塊的電氣性能

因為YDS―305 DC/DC開關(guān)電源模塊的輸出電壓和輸出電流等關(guān)鍵技術(shù)指標不符合機載型智能點火裝置的技術(shù)要求，所以，必須對電源模塊輸出電壓、輸出電流等電氣指標進行針對性改進。

3.3.1 改進DC/DC開關(guān)電源模塊輸出電壓的調(diào)整范圍

在輸入電壓為7-30V時，YDS-305 DC/DC開關(guān)電源模塊標稱輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：1.8-5.0V，而機載型智能點火裝置要求的輸出電壓調(diào)節(jié)范圍是1.2-1.6V。因此，原有開關(guān)電源模塊的輸出電壓區(qū)間值顯然不能直接使用。根據(jù)開關(guān)電源模塊電路原理分析，經(jīng)過反復試驗，將DC/DC開關(guān)電源模塊輸出電壓調(diào)節(jié)的原有推薦接法（見圖3），改成如圖4的接法，改進后的接法其輸出電壓固定為：1.8V。

3.3.2 確定DC/DC開關(guān)電源模塊輸出電壓調(diào)整范圍

為適合不同熱度、不同型號電熱塞的工作需要，那么輸出電壓應(yīng)該可調(diào)。在開關(guān)電源模塊上電阻R3的非接地端接上1只82-100KΩ電位器W和24-36KΩ固定電阻R2，使DC/DC開關(guān)電源模塊輸出電壓調(diào)整范圍為1.4-1.8V，這是非常理想的電壓控制范圍，具體接法見圖5。

3.3.3 加大DC/DC開關(guān)電源模塊的輸出電流

DC/DC開關(guān)電源模塊標稱輸出電流最大值為3A，機載型智能點火裝置要求輸出電流≥4.1A。通過分析發(fā)現(xiàn)，如果將1只YDS―305開關(guān)電源模塊輸出電流3.0A直接提高到4.1A，電流增加幅度并不算太大?？紤]到DC/DC開關(guān)電源模塊上的場效應(yīng)管NMOSFET（2SK2018）其額定功率有較大余量，所以直接采取減少R17限流取樣電阻阻值的辦法，并且保證取樣電阻R17兩端的0.3V動作電壓值，試驗證明效果很好。具體就是在R17（0.1Ω/2W）限流取樣電阻兩端直接并入1只金屬膜電阻R18（0.24Ω/1W），即可將電源模塊最大輸出電流擴大到4.1A，實際接法見圖5。

3.4 開關(guān)電源模塊電路設(shè)計

為了實時監(jiān)控發(fā)動機上電熱塞的工作狀態(tài)，要為機載型智能點火裝置增加監(jiān)測、測試、工作狀態(tài)邏輯指示等電路。

3.4.1 供電電源極性識別電路及指示電壓提升電路

為解決機載型智能點火裝置供電電源極性接反的問題，機載型智能點火裝置特別在DC/DC開關(guān)電源模塊供電電源回路中的電源負極一側(cè)接入一只正向壓降較小的肖特基二極管D1，D1的接入同時還為黃色發(fā)光二極管D3提升0.2V以上的工作電壓，接線圖見圖5。

3.4.2 ab跳線與電容組成的特殊電路

DC/DC開關(guān)電源模塊電路中ab跳線與電容C1的特殊作用，不僅有效解決了電熱塞R0正常工作時黃色發(fā)光二級管的指示問題，同時也解決了電熱塞R0短路時的指示難題，而且大大簡化了開關(guān)電源模塊的的電路，增加了可靠性。否則，就需要開關(guān)電源模塊電路中增加比較復雜的測試電路，或者輔以單片機來完成測試和結(jié)果顯示等工作。

PCB電路板中設(shè)置的ab跳線與電容C1的特殊作用是通過反復試驗獲得，ab跳線可以是一段導線，也可以是一段制作在PCB板中的一段印刷線路。目前，通過試驗知道ab跳線的特殊作用與其長度、粗細及ab跳線布線的接入位置密切相關(guān)，與ab跳線的幾何形狀無關(guān)（如：“U”、“C”、“L”、“Ω”、環(huán)形或直線等）。ab跳線具體選擇什么形狀，可根據(jù)機載型智能點火裝置PCB板的外形和尺寸來確定，ab跳線可以采用圖6-1或圖6-2或圖6-3所示的形狀，工具型、機載型最終分別采用是圖6-1、圖6-4所示的形狀。試驗表明，如果用同樣阻值的電阻取代ab跳線，那么其特殊作用將無法體現(xiàn)。ab跳線與電容C1的使用不僅大大簡化了電路外，而且試驗證明在負載正常工作或電熱塞R0短路時效果均特別好。另外，在輸出端短路或輸出電壓大小變化時黃色指示燈的亮度基本上不發(fā)生變化，而且這種特殊作用特別可靠（暫無理論支持）。

3.4.3 在線監(jiān)視、測試機載型智能點火裝置和電熱塞的性能及工作狀態(tài)邏輯顯示

機載型智能點火裝置上選用2只顏色不同的超高亮度發(fā)光二極管，根據(jù)供電電源極性及電熱塞狀態(tài)正常與否，機載型智能點火裝置的運行情況和電熱塞工作狀態(tài)正常與否，能干脆利落地進行邏輯顯示。

電熱塞工作狀態(tài)包括：電熱塞工作正常，電熱塞短路和斷路（開路）。

機載型智能點火裝置空載最高輸出電壓為1.8V，而普通LED發(fā)光二極管工作電壓要≥1.96V才能被點亮。所以，設(shè)計上選用工作電壓為1.30-3.0V的超高亮度發(fā)光二極管作為機載型智能點火裝置的監(jiān)視、測試指示燈。當引線輸出端電壓調(diào)低至1.2V時，在機載型智能點火裝置接上電熱塞R0后，那么接在PCB板上輸出端的紅色發(fā)光二極管D4將不能被點亮。為解決引線輸出端接上電熱塞R0有大電流通過時，接電熱塞R0的兩根輸出引線產(chǎn)生約0.2V壓降這個現(xiàn)象，則預(yù)先在PCB板輸出端電壓提高0.2V，用于抵消電熱塞R0輸出引線損失的0.2V壓降，這樣可使PCB板輸出端的紅色發(fā)光二極管D4得到≥1.4V的正常工作電壓。