滕国飞，禹 勇，董 凯，刘卫华

(航空工业西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710065)

0 引言

随着机载设备日益复杂，其对供电电源模块化、智能化的要求也日益提升[1]。传统的采用标准砖式模块搭建的供电模块，通常不具备通信、监控等智能功能。研制模块化的数字电源具有实用意义。

通常为满足采样、闭环控制、监控、通信的要求，数字电源需要应用单片机、DSP等芯片[2,3]。近年来，专用电源管理芯片可良好地解决该问题。TI公司的UCD3138可在较小的尺寸下集成采样、控制、通信等诸多功能，满足电源控制与管理的需求，受到更多关注[4,5]。

在模块化设计的诸多技术中，低温共烧陶瓷(LTCC)具有高介电常数，适于集成电阻电容、功率器件等，适合开关电源集成场合应用[6]。设计了一种28 V转5 V、100 W数字控制开关电源模块，采用硬开关全桥电路，以UCD3138为控制核心来满足智能化要求。为实现模块化设计，同步整流电路应用LTCC工艺来实现，使电源集成到半砖尺寸模块内。测试结果表明该设计的有效性。

1 基于UCD3138的28 V转5 V电路设计

1.1 总体设计

设计的28 V转5 V电源输入电压范围18 V～32 V，输出电压5 V，额定功率100 W，输出6 A以上效率不低于85%，尺寸不超过81 mm×58 mm×12.7 mm，要求具有I2C通信及离散量状态指示信号。

为满足功率及数字化设计要求，设计该电源以UCD3138为数字核心芯片，采用硬开关全桥+次边同步整流的策略。其总体框图如图1所示。

图1 数字电源总体框图

如图1，该电源分为主功率、辅助电源、信号调理及数字处理电路等部分。其中UCD3138置于变压器次边，实现采样、PWM输出、通信及离散量输出等功能。……