28V直流电源系统设备航空应用电源解决方案

1. 系统架构

• 采用三级转换拓扑：
  ① 三相PFC整流（380V AC→540V DC）
  ② LLC谐振隔离DC/DC（540V→48V）
  ③ 同步Buck稳压（48V→28V）

2. 关键参数

• 输出功率：16.8kW（28V×600A）

• 效率目标：≥93%（全负载）

• 纹波系数：≤0.5% Vpp

• 动态响应：<100μs（50%负载阶跃）

3. 核心器件选型

• 整流模块：Infineon FF450R12ME4（450A/1200V IGBT模块）

• 隔离DC/DC：采用CREE CAS325M12HM2 SiC MOSFET（1200V/325mΩ）

• 输出级：Vishay SIC863（100V/1.2mΩ SiC同步整流管）

4. 特殊设计

• 航空级EMC：符合DO-160G标准

  • 传导发射：CE102 Class B

  • 辐射敏感度：RS103 Level 4

• 自适应预充电：
  采用Texas Instruments BQ24650实现蓄电池无损接入

• 智能并联控制：
  基于CAN总线的N+1冗余架构，支持8模块并联

5. 保护机制

• 分级故障保护：

  • 初级：Littelfuse 170M6689快熔保险（6kA分断）

  • 次级：数字保护继电器（＜10μs动作）

• 三重过流检测：

  • 霍尔传感器（LEM ITN600-S）

  • 分流器（ISABellenhn 75mV/600A）

  • 数字预测算法

6. 热管理方案

• 液冷散热系统：

  • 冷板设计：ΔT＜15℃（600A工况）

  • 3M Novec 7200绝缘冷却液

• 温度监控：
  18点PT1000冗余测温

7. 测试验证

• 环境试验：

  • 低温启动：-40℃冷启动（MIL-STD-704F）

  • 湿热循环：95%RH/60℃/48h

• 突加负载测试：
  0-100%阶跃响应＜1ms

8. 维护接口

• 专用测试端口：

  • ARINC 429总线监测

  • IEEE-488程控接口

• 智能诊断：
  基于深度学习的故障预测（MTBF＞50,000h）

该方案采用模块化设计，符合SAE AS5553标准，特别适用于A320/B787等机型的地勤保障。建议增加输入侧有源谐波抑制（THDi＜5%）以满足机场电网质量要求。