一種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變換器，具體地說，涉及一種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]高電壓輸出電源模塊的通常用在非常重要的場合，且具有不可替代的作用。
[0003]隨著美國等發(fā)達國家軍用高電壓輸出電源模塊由“訂制式”采購向“貨架式”采購方式的轉(zhuǎn)變，促進了高電壓輸出電源模塊向標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化方向發(fā)展，使高電壓輸出電源模塊在能源、交通、通信等領(lǐng)域特別是航天、航空、武器系統(tǒng)和軍工技術(shù)等軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用而且使其應(yīng)用變的越來越重要。
[0004]美國PICO公司是全球高電壓輸出電源模塊的主要供應(yīng)商。其高電壓輸出電源模塊技術(shù)水平高，已經(jīng)形成了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和貨價商品化的產(chǎn)品體系。
[0005]近年美國因政治需要對軍用級電源變換器的出口限制的政策，影響了國內(nèi)使用這些高電壓輸出電源模塊的重要項目的進度和國家的戰(zhàn)備保障能力。這就要求國內(nèi)盡早將其國產(chǎn)化，這樣不僅可以減少進口費用，提高項目研發(fā)進度，也能提高國產(chǎn)電源產(chǎn)品的水平，而且可以促進國內(nèi)軍事和航天事業(yè)的發(fā)展，保障國家戰(zhàn)備實力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計的一種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊，包括開關(guān)管V1、變壓器T、PffM控制電路、輸入濾波電容(:1、輸出濾波電容(:11、(:14、(:15、(:18、(:19、022、023和C26、整流二極管V3、V9?V14、濾波電感LI?L4、反饋及過壓保護電路和過流保護電路；其特征在于:
直流電源與輸入濾波電容Cl相連，變壓器T異名段與開關(guān)管Vl的漏極相連，開關(guān)管Vl的源極與輸入濾波電容Cl的輸出負端相連，開關(guān)管Vl的柵極與PffM芯片的控制端相連，變壓器T的次級為多繞組串聯(lián)式，繞組I經(jīng)過整流二極管V3將變壓器T存儲的繞組I能量釋放出去，繞組I回路為穩(wěn)壓回路，穩(wěn)壓回路的組成為電阻R13?R21、基準(zhǔn)芯片V7、光耦V8和PffM芯片，原理為:基準(zhǔn)芯片V7其基準(zhǔn)電壓為2.5V，分壓電阻R16、R17、R18，基準(zhǔn)電阻為R21，由于基準(zhǔn)電阻兩端的基準(zhǔn)電壓為2.5V，通過分壓電阻與基準(zhǔn)電阻之間的阻值比例關(guān)系，設(shè)定繞組I輸出電壓為DC28V，當(dāng)電源模塊輸出電壓高于設(shè)定的輸出電壓28V時，與光耦輸出端相連的基準(zhǔn)芯片TL431內(nèi)部導(dǎo)通，實現(xiàn)光耦內(nèi)部二極管導(dǎo)通，內(nèi)部發(fā)光控制光耦內(nèi)部另一段的三極管工作狀態(tài)，光耦內(nèi)部三極管的集電極連接控制芯片的反饋端，發(fā)射極連接控制芯片地；當(dāng)電源模塊輸出電壓低于設(shè)定的輸出電壓時，與光耦輸出端相連的基準(zhǔn)芯片TL431內(nèi)部導(dǎo)通，光耦不工作，如此循環(huán)下去實現(xiàn)了閉環(huán)反饋，組建了電源模塊穩(wěn)壓的基本原理。
[0008]電源模塊為多組繞組串聯(lián)而成多繞組串聯(lián)式反激電路，多繞組串聯(lián)式反激電路中每個繞組串聯(lián)后經(jīng)過整流濾波后相串聯(lián)，其中一組繞組為穩(wěn)壓繞組，其余繞組通過變壓器次級繞組之間匝比，實現(xiàn)輸出超高壓800V?1000V ;設(shè)定繞組I的匝數(shù)為14圈，其一圈代表2V電壓，電源模塊設(shè)定輸出為900V，輸出總電壓減去繞組I的電壓即:900V-28V=872V為繞組2?繞組4，根據(jù)一圈代表2V電壓的關(guān)系，計算繞組2?繞組4的總匝數(shù)為436圈，由于繞組2?繞組4平均分配圈數(shù)關(guān)系，繞組2?繞組4每個繞組為145圈，繞組2經(jīng)過整理二極管V9和VlO串聯(lián)后整流，實現(xiàn)輸出290.7V電壓，同理繞組3和繞組4也分別實現(xiàn)290.7V電壓輸出，由于繞組I?繞組4為串聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)電源模塊900V輸出。
[0009]電源模塊輸出為寬范圍800V?1000V可調(diào)，通過可調(diào)端TRM與輸出正端+Vo短接實現(xiàn)輸出低壓可調(diào)，由于可調(diào)端TRM由可調(diào)電阻R20與輸出正端+Vo短接后，將R20和(R16+R17)并聯(lián)，并聯(lián)后阻值比(R16+R17)阻值低，繞組I輸出電壓變低，每匝對應(yīng)的電壓低于2V，繞組2?繞組4之間的總?cè)?shù)對應(yīng)的輸出電壓也相應(yīng)的變低，實現(xiàn)電源模塊輸出電壓低于800V電壓，在實際使用時在TRM于+Vo串聯(lián)一個可調(diào)100K電位器Rma，通過Rbi?并聯(lián)R20和(R16+R17)實現(xiàn)總阻值可調(diào)，實現(xiàn)800V?900V可調(diào)。
[0010]通過可調(diào)端TRM與TRM UP端短接實現(xiàn)輸出高壓可調(diào)，由于可調(diào)端TRM由可調(diào)電阻R20與TRM UP端短接后，將R20和(R18+R21)并聯(lián)，并聯(lián)后阻值比(R18+R21)阻值低，繞組I輸出電壓變高，每匝對應(yīng)的電壓高于2V，繞組2?繞組4之間的總?cè)?shù)對應(yīng)的輸出電壓也相應(yīng)的變高，實現(xiàn)電源模塊輸出電壓高于1000V電壓，在實際使用時在TRM于+Vo串聯(lián)一個可調(diào)100K電位器R.，通過R.并聯(lián)R20和(R18+R21)實現(xiàn)總阻值可調(diào)，實現(xiàn)900V?1000V可調(diào)。
[0011]電源模塊通過對其中穩(wěn)壓繞組I調(diào)節(jié)電壓，實現(xiàn)繞組2?繞組4之電壓調(diào)節(jié)，這樣實現(xiàn)總體輸出電壓DC800V?DC1000V可調(diào)。
[0012]所述一種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊，其PffM控制電路由主控芯片LM5022集成電路及其外圍供電和驅(qū)動器件組成。
[0013]所述的一種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊，其特征在于:電源模塊輸入電壓12V，輸出電壓覆蓋DC800V?-DC1000V，多繞組串聯(lián)式反激電路中每個繞組串聯(lián)后經(jīng)過整流濾波后相串聯(lián)，其中一組繞組為穩(wěn)壓繞組，其余繞組通過變壓器次級繞組之間匝比，實現(xiàn)輸出超高壓800V?1000V，實現(xiàn)集成一體化多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)設(shè)計。
[0014]本發(fā)明解決傳統(tǒng)國外和國內(nèi)電源模塊超高壓輸出寬范圍可調(diào)沒有類似變換器設(shè)計的典型產(chǎn)品，DC/DC變換器功率電路采用多繞組串聯(lián)式反激電路中每個繞組串聯(lián)后經(jīng)過整流濾波后相串聯(lián)，其中一組繞組為穩(wěn)壓繞組，其余繞組通過變壓器次級繞組之間匝比，實現(xiàn)輸出超高壓800V?1000V，實現(xiàn)集成一體化多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)設(shè)計。
[0015]有益效果:
1、電源模塊功率電路采用采用多繞組串聯(lián)式反激電路中每個繞組串聯(lián)后經(jīng)過整流濾波后相串聯(lián)，其中一組繞組為穩(wěn)壓繞組，其余繞組通過變壓器次級繞組之間匝比，實現(xiàn)輸出超高壓800V?1000V，實現(xiàn)集成一體化多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)設(shè)計，具有更高的可靠性，輸入電壓覆蓋DC12V，輸出電壓覆蓋DC800V?DC1000V可調(diào)，其體積為61X58X12.7 (單位:mm)，最大輸出功率為10W，最高效率為80%，國外生產(chǎn)廠家暫時無類似電源模塊產(chǎn)品，可以滿足某些重要場合和特殊領(lǐng)域此類電源模塊的需求。
[0016]2、變換器為隔離方式，隔離電壓不低于DC1000V ；
本發(fā)明的有益效果是DC/DC變換器功率電路采用多繞組串聯(lián)式反激電路中每個繞組串聯(lián)后經(jīng)過整流濾波后相串聯(lián)，其中一組繞組為穩(wěn)壓繞組，其余繞組通過變壓器次級繞組之間匝比，實現(xiàn)輸出超高壓800V?1000V，實現(xiàn)集成一體化多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)設(shè)計，國外生產(chǎn)廠家暫時無類似變換器產(chǎn)品，可以滿足某些重要場合和特殊領(lǐng)域此類變換器的需求。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明電源模塊內(nèi)部原理框圖。
[0018]圖2為本發(fā)明電源模塊內(nèi)部原理圖。
[0019]圖3為本發(fā)明電源模塊外形圖；
圖4為本發(fā)明電源模塊引腳向上方向的俯視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0021]—種多繞組串聯(lián)反激式超高電壓輸出寬范圍可調(diào)電源模塊，包括開關(guān)管V1、變壓器T、PffM控制電路、輸入濾波電容Cl、輸出濾波電容Cll、C14、C15、C18、C19、C22、C23和C26、整流二極管V3、V9?V14、濾波電感LI?L4、反饋及過壓保護電路和過流保護電路；其特征在于:
直流電源與輸入濾波電容Cl相連，變壓器T異名段與開關(guān)管Vl的漏極相連，開關(guān)管Vl的源極與輸入濾波電容Cl的輸出負端相連，開關(guān)管Vl的柵極與PffM芯片的控制端相連，變壓器T的次級為多繞組串聯(lián)式，繞組I經(jīng)過整流二極管V3將變壓器T存儲的繞組I能量釋放出去，繞組I回路為穩(wěn)壓回路，穩(wěn)壓回路的組成為電阻R13?R21、基準(zhǔn)芯片V7、光耦V8和PffM芯片，原理為:基準(zhǔn)芯片V7其基準(zhǔn)電壓為2.5V，分壓電阻R16、R17、R18，基準(zhǔn)電阻為R21，由于基準(zhǔn)電阻兩端的基準(zhǔn)電壓為2.5V，通過分壓電阻與基準(zhǔn)電阻之間的阻值比例關(guān)系，設(shè)定繞組I輸出電壓為DC28V，當(dāng)電源模塊輸出電壓高于設(shè)定的輸出電壓28V時，與光耦輸出端相連的基準(zhǔn)芯