一种能够实现母线均衡调节的开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种能够实现母线均衡调节的开关电源，包括整流电路，所述整流电路的母线输出连接开关电源主回路的输入，开关电源主回路连接PWM控制及采样电路，为PWM控制及采样电路提供工作电压，PWM控制及采样电路产生的PWM控制信号接功率MOSFE控制电路，开关电源主回路产生的输出电压同时为功率MOSFE控制电路提供反馈电压，功率MOSFET控制电路控制功率MOSFET的通断，从而控制开关电源主回路的功率变压器的初级绕组的通断。一方面可以满足后级各控制电路所需的电压，另一方面可以均衡前级整流电路输出的电压。

【技术实现步骤摘要】
一种能够实现母线均衡调节的开关电源
本专利技术涉及领域，尤其涉及一种能够实现母线均衡调节的开关电源。
技术介绍
在众多电力电子设备应用中，整流装置的比例最大。随着电源总功率及功率密度越来越大的发展趋势，电力半导体开关器件性能不断提高，整流电路的输出电压越来越高，所以单个电容可能存在耐压不够的情况，需要在母线两端串联电容从而形成多电平输出的电路。此整流电路为多电平输出的电路输出端需要平衡输出，否则会对后级电路及元器件造成不同程度的损害。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供了一种能够实现母线均衡调节的开关电源，一方面可以满足后级各控制电路所需的电压，另一方面可以均衡前级整流电路输出的电压。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种能够实现母线均衡调节的开关电源，包括整流电路，所述整流电路的母线输出连接开关电源主回路的输入，开关电源主回路连接PWM控制及采样电路，为PWM控制及采样电路提供工作电压，PWM控制及采样电路产生的PWM控制信号接功率MOSFE控制电路，开关电源主回路产生的输出电压同时为功率MOSFE控制电路提供反馈电压，功率MOSFET控制电路控制功率MOSFET的通断，从而控制开关电源主回路的功率变压器的初级绕组的通断。所述整流电路为三相桥式整流电路。所述开关电源主回路包括输入部分，所述输入部分接功率变压器T1的初次绕组，初次绕组还与功率开关电路连接，功率变压器的次级绕组接次级输出电路。所述功率变压器的初级绕组由两个串联的匝比为1:1的绕组23、45及同样匝比的复位绕组12构成，次级绕组为两个绕组67和89。所述输入部分电路包括，整流电路的输出正端连接功率变压器初级绕组23的同名端2，异名端3连接钳制二极管D9的阳极，D9的阴极连接功率开关电路；整流电路的输出中点连接功率变压器初级绕组45的同名端4，异名端5连接钳制二极管D13的阳极，D13的阴极连接功率开关电路。所述功率开关电路第一功率开关电路和第二功率开关电路，所述第一功率开关电路包括功率MOS管Q1，Q1的漏极接D9的阴极，Q1的源极经过电流采样电阻R1连接到GND；第二功率开关电路包括功率MOS管Q2，功率MOS管Q2的漏极接D13的阴极，Q2的源极经过电流采样电阻R2连接到整流电路的输出负端；MOS管Q1和MOS管Q2的栅极控制信号DRIVE1和DRIVE2由功率MOSFET控制电路产生。整流电路的输出负端接二极管D12的阳极，D12的阴极连接复位绕组12的同名端1，整流电路的输出正端接极性电容C1的正极，极性电容C1的负极接GND，整流电路的输出负端接极性电容C2的负极，极性电容C2的正极接GND，二极管D12和极性电容C1、极性电容C2一起构成去磁回路。次级输出电路产生两路不同电压等级的隔离输出：一路由绕组89输出；一路由绕组67输出反馈电压及PWM控制及采样电路的供电电压VFEED。所述PWM控制及采样电路包括电源控制芯片U1，开关电源主回路的输出电压经分压电阻R3、R7分压后串联采样电阻R4，然后U1的反馈输入端；整流电路的输出正端经过串联电阻R9、R10、R11及R12后连接U1的电源引脚，U1的电源引脚还同时连接开关电源主回路的输出端，还分别通过连接二极管D15和电容C8后接地；集成芯片U1的一引脚经串接R8、电容C9后连接到GND，一引脚连接R8、电容C9的串联连接点，一引脚经电阻R13连接功率变压器中工作的初级线圈中的电流采样信号，同时经电容C10接地，输出引脚产生PWM信号经电阻R5连接到功率MOSFET控制电路。所述功率MOSFET控制电路包括：PWM控制及采样电路产生的PWM控制信号连接到MOS管Q5的栅极，Q5的漏极连接驱动变压器T2的初级绕组34的异名端3，同名端4经串接电阻R16、二极管D18后连接到开关电源主回路反馈电压的输出端，驱动变压器T2的初级绕组12经C11、D16构成去磁回路；驱动变压器T2的次级绕组910和56输出驱动信号控制MOSFET的通断，从而控制开关电源主回路的功率变压器的初级绕组的通断。本专利技术的有益效果是：1、在前级输出电压不均衡的情况下，电压高的绕组先工作，该绕组的电压会变低，直至两个电容上分担的电压相等，保护后级各元器件的工作在安全范围内。2、驱动信号经过驱动变压器产生同频同相的两路信号，在初级绕组单一工作和共同工作时保证初级线圈电流流通的稳定。附图说明图1是本专利技术的整体原理框图；图2是整流电路图；图3是开关电源主回路电路图；图4是PWM控制及采样电路的原理图；图5是功率MOSFET控制电路图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明：一种能够实现母线均衡调节的开关电源，如图1所示，包括整流电路、开关电源主回路、PWM控制及采样电路、功率MOSFE控制电路。整流电路、开关电源主回路、PWM控制及采样电路依次连接，整流电路的母线输出连接开关电源主回路的输入，开关电源主回路连接PWM控制及采样电路，为其提供工作电压，PWM控制信号接功率MOSFE控制电路，功率MOSFET控制电路控制功率MOSFET的通断，从而控制功率变压器初级绕组的通断。如图2所示，整流电路包括输入电感La、Lb、Lc，输入电感La、Lb、Lc前端接三相电输入，后端连接串联的整流二极管，La连接二极管D1的阳极和二极管D4的阴极，Lb连接二极管D2的阳极和二极管D5的阴极，Lc连接二极管D3的阳极和二极管D6的阴极；极性电容C1的负极和极性电容C2的正极连接在一起输出电压参考零点GND，极性电容C1的正极与二极管D1、二极管D3、二极管D5的阴极接在一起作为输出电压正端+V，极性电容C2的负极与二极管D2、二极管D4、二极管D6的阳极连接作为输出电压负端-V；输出端+V、GND、-V连接在一起后接后级开关电源主回路的输入。如图3所示，开关电源主电路由输入部分、功率变压器、功率开关电路、变压器次级输出电路组成。输入部分电路是前级整流电路的输出+V连接功率变压器初级绕组23的同名端2，异名端3连接钳制二极管D9的阳极，D9的阴极连接功率MOS管Q1的漏极，Q1的源极经过电流采样电阻R1连接到GND。前级整流电路的输出GND连接功率变压器初级绕组45的同名端4，异名端5连接钳制二极管D13的阳极，D13的阴极连接功率MOS管Q2的漏极，Q2的源极经过电流采样电阻R2连接到-V。D12的阳极连接-V，D12的阴极连接复位绕组12的同名端1，并和电容C1、C2一起构成去磁回路。MOS管Q1、Q2的栅极控制信号由开关电源芯片产生控制。功率变压器的初级绕组由两个串联的匝比为1:1的绕组组成及同样匝比的复位绕组构成，次级绕组为两组，分别是次级绕组67和次级绕组89。功率开关电路由功率MOS管Q1和Q2组成，漏极分别连接初级绕组23和45，源极经采样电阻分别连接GND、-V构成电流回路，控制信号DRIVE1和DRIVE2由开关电源芯片产生经驱动变压器连接到MOS管的栅极。次级输出电路产生两路不同电压等级的隔离输出：一路是绕组67的同名端7经D10、L2、C4输出电压反馈电压及电源芯片供电电压VFEED，D11为续流二极管与L2、C4组成续流回路；一路是绕组89的同名端9经D8、L1、C3输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够实现母线均衡调节的开关电源，其特征是，包括整流电路，所述整流电路的母线输出连接开关电源主回路的输入，开关电源主回路连接PWM控制及采样电路，为PWM控制及采样电路提供工作电压，PWM控制及采样电路产生的PWM控制信号接功率MOSFE控制电路，开关电源主回路产生的输出电压同时为功率MOSFE控制电路提供反馈电压，功率MOSFET控制电路控制功率MOSFET的通断，从而控制开关电源主回路的功率变压器的初级绕组的通断。

【技术特征摘要】
1.一种能够实现母线均衡调节的开关电源，其特征是，包括整流电路，所述整流电路的母线输出连接开关电源主回路的输入，开关电源主回路连接PWM控制及采样电路，为PWM控制及采样电路提供工作电压，PWM控制及采样电路产生的PWM控制信号接功率MOSFE控制电路，开关电源主回路产生的输出电压同时为功率MOSFE控制电路提供反馈电压，功率MOSFET控制电路控制功率MOSFET的通断，从而控制开关电源主回路的功率变压器的初级绕组的通断；所述开关电源主回路包括输入部分，所述输入部分接功率变压器T1的初次绕组，初次绕组还与功率开关电路连接，功率变压器的次级绕组接次级输出电路；所述输入部分电路包括，整流电路的输出正端连接功率变压器初级绕组23的同名端2，异名端3连接钳制二极管D9的阳极，D9的阴极连接功率开关电路；整流电路的输出中点连接功率变压器初级绕组45的同名端4，异名端5连接钳制二极管D13的阳极，D13的阴极连接功率开关电路；所述PWM控制及采样电路包括电源控制芯片U1，开关电源主回路的输出电压经分压电阻R3、R7分压后串联采样电阻R4，然后连接U1的反馈输入端；整流电路的输出正端经过串联电阻R9、R10、R11及R12后连接U1的电源引脚，U1的电源引脚还同时连接开关电源主回路的输出端，还分别通过连接二极管D15和电容C8后接地；集成芯片U1的一引脚经串接R8、电容C9后连接到GND，一引脚连接R8、电容C9的串联连接点，一引脚经电阻R13连接功率变压器中工作的初级线圈中的电流采样信号，同时经电容C10接地，输出引脚产生PWM信号经电阻R5连接到功率MOSFET控制电路。2.如权利要求1所述的一种能够实现母线均衡调节的开关电源，其特征是，所述整流电路为三相桥式整流电路。3.如权利要求1所述的一种能够实现母线均衡调节的开关电源，其特征是，所述功率变压器的初级绕组由两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：于波峰，刘爱忠，李飞，孙永亮，李勇，谭春晓，陈嵩，杨勇，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37