多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，所述電源模塊由外殼、DC/DC變換器功率電路、多功能保護電路和濾波電路集成一體構成，采用金屬外殼全屏蔽的結構方式、電源模塊輸入端和輸出端增加濾波電路實現具有極低紋波的指標、DC/DC變換器采用一個控制芯片同時控制雙路輸出的方式，每路輸出可以實現輸出不同電壓和不同功率的功能。本實用新型電源模塊采用一體化整體設計，具有電磁兼容性好、保護功能齊全、雙路可不同電壓和功率輸出的功能，從而滿足對電源模塊雙路輸出、有較高可靠性、電磁兼容性要求的場合。
【專利說明】多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電源模塊，具體地說，涉及一種多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊。
【背景技術】
[0002]通常情況下，組合式電磁兼容電源包括輸入濾波器、DC/DC變換器和輸出濾波器，采用分體屏蔽的方案，它能夠滿足電磁兼容、功率、技術指標的基本要求，但是在體積、效率和可靠性方面不容易實現最優化，并且保護功能簡單，如果要求較多的保護功能，需要外圍器件，并且體積相對較大；對于要求雙路輸出的電源，需要每路重復分體屏蔽，每個電源模塊的輸入端和輸出端加入濾波器，共計4個，電源所需體積較大。在特殊情況下需要小體積，低成本、保護功能齊全和高可靠性雙路輸出DC/DC電源模塊產品。
實用新型內容
[0003]本實用新型正是為了解決上述技術問題而設計的一種多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，包括濾波電路、變壓器、PWM控制芯片、整流電路和反饋及保護電路；該模塊采用一個PWM控制芯片的兩組同時驅動交錯開通控制兩組功率回路的開關管，兩組變壓器獨立儲存能量通過各自的功率回路輸出能量，提供兩組隔離的輸出電壓；電源模塊采用集成一體化設計，一體化分腔屏蔽外殼分為四個屏蔽腔體，第一個為輸入部分腔體，包括輸入濾波電路；第二個為功率變換器腔體，包括DC/DC變換器、控制電路、保護電路和功率變換電路；第三個為輸出I部分腔體，包括輸出濾波電路；第四個為輸出2部分腔體，包括輸出濾波電路。
[0006]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，其濾波器共模電感采用高效鐵氧體和超微晶材料的小體積電感。
[0007]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，一個控制芯片同時控制雙路輸出的方式，采用交錯反激電路拓撲電路，兩路輸出相互獨立。
[0008]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，該模塊包括輸入端過壓、欠壓保護電路和輸入端浪涌電流抑制保護、輸出端過流、短路、過壓保護電路。
[0009]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊的特點是:
[0010]1、電源模塊輸入與輸出隔離,米用全金屬屏蔽的外殼結構、輸入與輸出端增加了濾波電路使其具有更好的電磁兼容性、DC/DC變換器采用一個控制芯片同時控制雙路輸出的方式，每路輸出可以實現輸出不同電壓和不同功率的功能，電源模塊具有多功能保護功能，具有更高的可靠性、輸入電壓覆蓋DC9-DC80V，輸出電壓覆蓋DC3.3V-DC36V (雙路)，其每路最大輸出功率為15W。
[0011]2、電源模塊輸出輸出為隔離方式，隔離電壓不低于DC500V ；
[0012]3、電源模塊為一體化全金屬屏蔽外殼設計方式，具有良好的抗發射輻射電磁兼容性；
[0013]4、電源模塊輸入與輸出端增加了濾波電路，輸出紋波低，具有良好抗傳導輻射電磁兼容性；
[0014]5、DC/DC變換器采用一個控制芯片同時控制雙路輸出的方式，每路輸出可以實現輸出不同電壓和不同功率的功能；
[0015]6、電源模塊具有輸入端過壓、欠壓保護；輸入端浪涌電流抑制保護、輸出端過流、短路、過壓保護；過熱保護等多功能保護，
[0016]本實用新型的有益效果是電源模塊外殼采用金屬外殼，輸入端與輸出端增加了 π型濾波電路，無需外加器件自身獨立，可以通過GJB151A中CE102、CS101、RE102、RS103四項電磁兼容要求；電源模塊集成一體化設計、保護功能齊全、元器件少，具有高可靠性；帶有安裝孔，采用自然散熱和傳導散熱兩種方式，無需外加散熱措施；標準化、系列化產品設計，可適應大部分輸入電壓、輸出電壓和功率等參數要求，適應性更廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1 一個控制芯片同時控制雙路輸出原理框圖。
[0018]圖2電源模塊電磁兼容電源電路基本結構框圖。
[0019]圖3電源模塊原理圖。
[0020]圖4電源模塊的外形圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0022]如圖1和圖2所示，一種多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，包括濾波電路、變壓器、PWM控制芯片、整流電路和反饋及保護電路；該模塊采用一個PWM控制芯片的兩組同時驅動交錯開通控制兩組功率回路的開關管，兩組變壓器獨立儲存能量通過各自的功率回路輸出能量，提供兩組隔離的輸出電壓；電源模塊采用集成一體化設計，一體化分腔屏蔽外殼分為四個屏蔽腔體，第一個為輸入部分腔體，包括輸入濾波電路；第二個為功率變換器腔體，包括DC/DC變換器、控制電路、保護電路和功率變換電路；第三個為輸出I部分腔體，包括輸出濾波電路；第四個為輸出2部分腔體，包括輸出濾波電路。
[0023]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，其濾波器共模電感采用高效鐵氧體和超微晶材料的小體積電感。
[0024]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，一個控制芯片同時控制雙路輸出的方式，采用交錯反激電路拓撲電路，兩路輸出相互獨立。
[0025]所述多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，該模塊包括輸入端過壓、欠壓保護電路和輸入端浪涌電流抑制保護、輸出端過流、短路、過壓保護電路。
[0026]本實用新型工作原理如圖3所示:電源模塊主控芯片有兩個獨立地檢流控制信號，輸入端兩個功率回路通過檢流電阻R2和R25流經的電流檢測出檢流電壓信號，將檢測出的檢流電壓信號與主控芯片有兩個獨立地檢流引腳CSl和CS2連接，在主控芯片內部進行檢流信號比較，控制主芯片內部的控制，控制芯片頻繁啟動，電源模塊輸出電壓建立后在下跌，重復進行，處于打嗝式狀態，從而實現電源模塊過流保護功能。電源模塊輸出短路也是過流的一種極端情況，其工作原理與過流保護原理一樣，并且支持長時間短路保護，所以可以很好的保護電源模塊供電后級設備。
[0027]電源模塊輸出電壓過壓設定穩壓管Dl和D2值時，光耦內部二極管部分導通工作穩定到穩壓管Dl和D2值，另一端三級管部分控制芯片內部，控制電源模塊占空比，實現電源模塊輸出過壓保護功能。
[0028]電源模塊輸入端過壓保護，通過分壓電阻R38和基準電阻R39設定輸入端過壓保護點，當輸入電壓高壓過壓保護點時，基準芯片TL431內部運放導通，將模塊內部預穩12V電壓拉低到0V，由于電源模塊內部預穩12V供電時給控制芯片供電，當內部預穩12V電壓拉低到OV時，主控制芯片無供電電壓，不工作，電源模塊無輸出電壓。
[0029]電源模塊主控芯片具有欠壓保護引腳(UVLO)，通過電源模塊輸入正分壓電阻R27、R28、R29給欠壓引腳(UVLO)分得電壓，當此引腳處電壓低于1.25V時，電源模塊欠壓保護無輸出，電源模塊實現欠壓保護功能。
[0030]一般電源模塊無浪涌電流抑制電路，其啟動瞬間輸入端浪涌電流一般為輸入額定電流的10倍以上，所以容易導致給此電源模塊供電的一次電源進入過流保護狀態，導致整個供電系統工作部正常。所以此電源模塊內部集成了輸入端浪涌電流電路，電源模塊通電瞬間，輸入端回路線經過電阻R34為20歐限制輸入端瞬間啟動電流，電阻R36與電阻R36分壓給電容C32充電，當電容C32充電電壓達到MOS管柵極導通電壓，MOS管導通，由于其MOS管內部自身導通內阻很小僅為10毫歐到20毫歐，與R34并聯后阻值近似為10毫歐到20毫歐，輸入端線降壓可以忽略不計，通過此電路實現輸入端浪涌電流抑制，其啟動瞬間浪涌電流僅為輸入端額定電流的2倍左右，保護給電源模塊供電的一次電源不受到浪涌電流影響，保證設備系統供電正常工作。
[0031]電源模塊主控制芯片自身帶有過熱保護功能，當主控制芯片結溫高壓熱保護溫度時，主控制芯片不工作，電源模塊無輸出。
[0032]電源模塊采用一體化整體設計，其外形見圖4。
[0033]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下得出的其他任何與本實用新型相同或相近似的產品，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，包括濾波電路、變壓器、PWM控制芯片、整流電路和反饋及保護電路；其特征在于:該模塊采用一個PWM控制芯片的兩組同時驅動交錯開通控制兩組功率回路的開關管，兩組變壓器獨立儲存能量通過各自的功率回路輸出能量，提供兩組隔離的輸出電壓；電源模塊采用集成一體化設計，一體化分腔屏蔽外殼分為四個屏蔽腔體，第一個為輸入部分腔體，包括輸入濾波電路；第二個為功率變換器腔體，包括DC/DC變換器、控制電路、保護電路和功率變換電路；第三個為輸出I部分腔體，包括輸出濾波電路；第四個為輸出2部分腔體,包括輸出濾波電路。
2.根據權利要求1所述的多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，其特征在于:濾波器共模電感采用高效鐵氧體和超微晶材料的小體積電感。
3.根據權利要求1所述的多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，其特征在于:一個控制芯片同時控制雙路輸出的方式，米用交錯反激電路拓撲電路，兩路輸出相互獨立。
4.根據權利要求1所述的多功能保護低紋波雙路輸出電磁兼容電源模塊，其特征在于:該電源模塊包括輸入端過壓、欠壓保護電路和輸入端浪涌電流抑制保護、輸出端過流、短路、過壓保護電路。
【文檔編號】H02M3/28GK203967979SQ201420347894
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】張云鵬 申請人:航天長峰朝陽電源有限公司