將Tl原邊繞組反向產(chǎn)生的電壓應(yīng)力吸收掉；與此同時(shí)儲(chǔ)能電感LI開(kāi)始釋放能量，經(jīng)次級(jí)同步整流MOS管Q7~Q9整流、電容C31~C38濾波后輸出平滑的直流電壓；自激式輔助電路為脈寬調(diào)制器Ul的7腳VCC端、運(yùn)算放大器U4的8腳V+和專用智能均流芯片U5的8腳VCC供電；當(dāng)輸出進(jìn)入過(guò)流或短路狀態(tài)時(shí)，電流采樣電阻R42將采樣信號(hào)經(jīng)電阻R43、R44連接到運(yùn)算放大器U4的2腳反相端I1-，經(jīng)放大后由運(yùn)算放大器U4的I腳輸出端OUTl將放大信號(hào)送入運(yùn)算放大器U4的5腳同相端12+，電阻R51與穩(wěn)壓器Ull構(gòu)成基準(zhǔn)源，電阻R50和R49分壓后經(jīng)電阻R46為運(yùn)算放大器U4的6腳反相端12-提供一穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓，同相端12+與反相端12-進(jìn)行比較，同相端12+電位高于反相端12-電位時(shí)，運(yùn)算放大器U4的7腳輸出端0UT2輸出高電平，經(jīng)電阻R47、R48連接到光電耦合器U8的發(fā)光二極管陽(yáng)極，光電耦合器U8的發(fā)光二極管向受光三極管傳遞能量，受光三極管導(dǎo)通，受光三極管集電極與脈寬調(diào)制器Ul的13腳COMP端相連，COMP端置低位，脈寬調(diào)制器Ul對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，使占空比變小，輸出電壓變低；由于輸出負(fù)載不變，根據(jù)歐姆定律，電壓與電流成正比，輸出電流變小，電流采樣電阻R42不能檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)，運(yùn)算放大器U4同相端12+電位低于反相端
12-電位，運(yùn)算放大器U4的7腳輸出端0UT2輸出低電平，光電耦合器U8停止工作，脈寬調(diào)制器Ul的13腳COMP端置高位，脈寬調(diào)制器Ul再次對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，使占空比變大，輸出電壓變高，輸出電流變大，電流采樣電阻R42檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)，運(yùn)算放大器U4的7腳輸出端0UT2再次輸出高電平，光電耦合器U8的發(fā)光二極管向受光三極管傳遞能量，脈寬調(diào)制器Ul的13腳COMP端置低位，脈寬調(diào)制器Ul對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，使占空比變小，輸出電壓變低，如此往復(fù)，形成一個(gè)閉環(huán)回路，輸出進(jìn)入恒流狀態(tài)，完成過(guò)流或短路保護(hù)功能，當(dāng)過(guò)流或短路故障解除后，電壓恢復(fù)正常；專用智能均流芯片U5的6腳SHARE-與7腳SHARE+為均流共享端，當(dāng)多臺(tái)電源模塊輸出端冗余并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)電源模塊的SHARE-并聯(lián)至一點(diǎn)，SHARE+并聯(lián)至一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)均流功能。
[0029]所述一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其專用智能均流芯片U5控制多路并聯(lián)主電源模塊和從電源模塊，當(dāng)單臺(tái)或多臺(tái)電源模塊出現(xiàn)電流不均衡時(shí)，電流不均衡的電源模塊將自動(dòng)通過(guò)共享端向大電流的主電源模塊靠攏，專用智能均流芯片U5的3腳ADJ自動(dòng)置低位，光電親合器U9的發(fā)光二極管導(dǎo)通，U9的受光三極管調(diào)整輸出電壓上升，輸出電壓上升至與主電源模塊輸出電壓近于相同時(shí)，輸出電流隨之被調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)主電源模塊與從電源模塊的均流保護(hù)，實(shí)現(xiàn)最多達(dá)到20臺(tái)電源模塊并聯(lián)。
[0030]所述一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其隔離變壓器Tl和儲(chǔ)能電感LI均為PC44磁性材料的平板變壓器，可輸出最大功率800W。
[0031]所述一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其主功率開(kāi)關(guān)管與鉗位管均采用TDS0N-8封裝大功率MOS管，處于飽和導(dǎo)通時(shí)漏源極間電阻Rds均小于2m Ω，提升電源模塊轉(zhuǎn)換效率。
[0032]所述一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其脈寬調(diào)制器Ul為TSS0P-16封裝的LM5025B，芯片內(nèi)部具有可編程振蕩器，主開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)和有源鉗位驅(qū)動(dòng)之間配置了可編程重疊或死區(qū)時(shí)間，并具有可編程欠壓鎖定功能。
[0033]按以上原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，整個(gè)電路調(diào)試容易，工作穩(wěn)定，可靠性高，效率達(dá)93%以上，特別是電源模塊的功率密度高，智能均流模式先進(jìn)，已應(yīng)用于實(shí)際設(shè)備中。另外，可根據(jù)具體的電路指標(biāo)要求，對(duì)電路靈活控制、變動(dòng)，設(shè)計(jì)出其他的應(yīng)用電路。
[0034]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下得出的其他任何與本實(shí)用新型相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，包括直流輸入、隔離變壓器、儲(chǔ)能電感、主功率開(kāi)關(guān)管、鉗位管、自激式輔助電路、脈寬調(diào)制器、同步整流濾波電路、恒流電路、均流電路和直流輸出；其特征在于:直流輸入電壓經(jīng)隔離變壓器Tl耦合輸出經(jīng)儲(chǔ)能電感LI輸出給同步整流濾波電路再輸出直流輸出電壓；主功率開(kāi)關(guān)管受脈寬調(diào)制器Ul控制，從而控制隔離變壓器Tl工作狀態(tài)，達(dá)到控制直流輸出電壓目的；U1的8腳OUT-A通過(guò)圖騰放大器U2、驅(qū)動(dòng)串聯(lián)電阻R17驅(qū)動(dòng)主功率開(kāi)關(guān)管Q1、Q2的柵極，主功率開(kāi)關(guān)管Q1、Q2按Ul的14腳RT端外接電阻R14設(shè)定的頻率周期進(jìn)行開(kāi)關(guān)；主功率開(kāi)關(guān)管Ql、Q2飽和導(dǎo)通時(shí)，Tl初級(jí)有電流流過(guò)，向Tl次級(jí)傳輸能量，同時(shí)為儲(chǔ)能電感LI充電，經(jīng)次級(jí)同步整流MOS管Q4~Q6整流、電容C31~C38濾波后輸出平滑的直流電壓；主功率開(kāi)關(guān)管Ql、Q2截止時(shí)，Ul的9腳OUT-B通過(guò)圖騰放大器U3、可調(diào)死區(qū)電容C19和驅(qū)動(dòng)串聯(lián)電阻R19驅(qū)動(dòng)鉗位管Q3柵極，鉗位管同樣按Ul的14腳RT端外接電阻R14設(shè)定的頻率周期進(jìn)行開(kāi)關(guān)；T1初級(jí)繞組的反向電壓經(jīng)鉗位管Q3和鉗位電容C23~C25串聯(lián)構(gòu)成回路，鉗位管Q3飽和導(dǎo)通，將Tl原邊繞組反向產(chǎn)生的電壓應(yīng)力吸收掉；與此同時(shí)儲(chǔ)能電感LI開(kāi)始釋放能量，經(jīng)次級(jí)同步整流MOS管Q7~Q9整流、電容C31~C38濾波后輸出平滑的直流電壓；自激式輔助電路為脈寬調(diào)制器Ul的7腳VCC端、運(yùn)算放大器U4的8腳V+和專用智能均流芯片U5的8腳VCC供電；當(dāng)輸出進(jìn)入過(guò)流或短路狀態(tài)時(shí)，電流采樣電阻R42將采樣信號(hào)經(jīng)電阻R43、R44連接到運(yùn)算放大器U4的2腳反相端I1-，經(jīng)放大后由運(yùn)算放大器U4的I腳輸出端OUTl將放大信號(hào)送入運(yùn)算放大器U4的5腳同相端12+，電阻R51與穩(wěn)壓器Ull構(gòu)成基準(zhǔn)源，電阻R50和R49分壓后經(jīng)電阻R46為運(yùn)算放大器U4的6腳反相端12-提供一穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓，同相端12+與反相端12-進(jìn)行比較，同相端12+電位高于反相端12-電位時(shí)，運(yùn)算放大器U4的7腳輸出端0UT2輸出高電平，經(jīng)電阻R47、R48連接到光電親合器U8的發(fā)光二極管陽(yáng)極，光電親合器U8的發(fā)光二極管向受光三極管傳遞能量，受光三極管導(dǎo)通，受光三極管集電極與脈寬調(diào)制器Ul的13腳COMP端相連，COMP端置低位，脈寬調(diào)制器Ul對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，使占空比變小，輸出電壓變低；由于輸出負(fù)載不變，根據(jù)歐姆定律，電壓與電流成正比，輸出電流變小，電流采樣電阻R42不能檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)，運(yùn)算放大器U4同相端12+電位低于反相端12-電位，運(yùn)算放大器U4的7腳輸出端0UT2輸出低電平，光電耦合器U8停止工作，脈寬調(diào)制器Ul的13腳COMP端置高位，脈寬調(diào)制器Ul再次對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，使占空比變大，輸出電壓變高，輸出電流變大，電流采樣電阻R42檢測(cè)到過(guò)流信號(hào)，運(yùn)算放大器U4的7腳輸出端0UT2再次輸出高電平，光電耦合器U8的發(fā)光二極管向受光三極管傳遞能量，脈寬調(diào)制器Ul的13腳COMP端置低位，脈寬調(diào)制器Ul對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，使占空比變小，輸出電壓變低，如此往復(fù)，形成一個(gè)閉環(huán)回路，輸出進(jìn)入恒流狀態(tài)，完成過(guò)流或短路保護(hù)功能，當(dāng)過(guò)流或短路故障解除后，電壓恢復(fù)正常；專用智能均流芯片U5的6腳SHARE-與7腳SHARE+為均流共享端，當(dāng)多臺(tái)電源模塊輸出端冗余并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)電源模塊的SHARE-并聯(lián)至一點(diǎn)，SHARE+并聯(lián)至一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)均流功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其特征在于:專用智能均流芯片U5控制多路并聯(lián)主電源模塊和從電源模塊，當(dāng)單臺(tái)或多臺(tái)電源模塊出現(xiàn)電流不均衡時(shí)，電流不均衡的電源模塊將自動(dòng)通過(guò)共享端向大電流的主電源模塊靠攏，專用智能均流芯片U5的3腳ADJ自動(dòng)置低位，光電耦合器U9的發(fā)光二極管導(dǎo)通，U9的受光三極管調(diào)整輸出電壓上升，輸出電壓上升至與主電源模塊輸出電壓近于相同時(shí)，輸出電流隨之被調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)主電源模塊與從電源模塊的均流保護(hù)，實(shí)現(xiàn)最多達(dá)到20臺(tái)電源模塊并耳關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其特征在于:隔離變壓器Tl和儲(chǔ)能電感LI均為PC44磁性材料的平板變壓器，可輸出最大功率800W。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其特征在于:主功率開(kāi)關(guān)管與鉗位管均采用TDS0N-8封裝大功率MOS管，處于飽和導(dǎo)通時(shí)漏源極間電阻Rds均小于2m Ω，提升電源模塊轉(zhuǎn)換效率。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，其特征在于:脈寬調(diào)制器Ul為TSS0P-16封裝的LM5025B，芯片內(nèi)部具有可編程振蕩器，主開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)和有源鉗位驅(qū)動(dòng)之間配置了可編程重疊或死區(qū)時(shí)間，并具有可編程欠壓鎖定功能。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高可靠性大功率智能均流電源模塊，所述高可靠性大功率智能均流電源模塊包括直流輸入、隔離變壓器、主功率開(kāi)關(guān)管、鉗位管、自激式輔助電路、肪寬調(diào)制器、同步整流濾波電路、恒流電路、均流電路、直流輸出。高可靠性大功率智能均流電源模塊采用單端正激有源鉗位電路，體積僅為61*58*13mm，世界標(biāo)準(zhǔn)半磚尺寸，最大功率可達(dá)500W，可實(shí)現(xiàn)最多20臺(tái)電源模塊并聯(lián)使用。輸出采用同步整流技術(shù)，效率可達(dá)93%以上，輸出過(guò)流、短路保護(hù)采用恒流式設(shè)計(jì)。高可靠性大功率智能均流電源模塊采用PCB板與陶瓷基板層疊結(jié)構(gòu)，信號(hào)器件在PCB板上分布，功率器件在陶瓷基板上分布，既可解決電磁干擾問(wèn)題，又可改善大功率電源模塊散熱問(wèn)題。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在同等外形尺寸條件下，功率密度大大提高，保護(hù)功能更加完善，可多臺(tái)電源模塊冗余并聯(lián)使用等特點(diǎn)。
【IPC分類】H02M3/335, H02H7/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204858974
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520534392
【發(fā)明人】席向新
【申請(qǐng)人】航天長(zhǎng)峰朝陽(yáng)電源有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月22日