一种电源模块及应用该电源模块的电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电源模块及应用该电源模块的电源系统，所述电源模块较现有应用罗耶电路的电源模块而言，去掉了其中的输入滤波电容、输出整流和滤波电路；去掉的由客户在其电源系统中外接，且两个电容均与电源模块之间的距离≤λ/11的前提下，电源系统也能满足电磁兼容标准的要求，从而能解决因电容失效带来的系统损失；去掉的输出整流电路也通过客户在其电源系统中外接，从而能实现客户应用上的拓展，即通过一个模块能实现单路、正负双路以及两倍电压输出。本发明专利技术极具推广价值。

A Power Supply Module and Its Application in Power Supply System

The invention discloses a power supply module and a power supply system applying the power supply module, which removes the input filter capacitor, output rectifier and filter circuit of the power supply module compared with the existing power supply module applying the Royer circuit, and is connected by the customer in its power supply system and the distance between the two capacitors and the power supply module is less than or equal to lambda/11. It can also meet the requirements of EMC standards, so as to solve the system loss caused by capacitor failure. The removed output rectifier circuit is also connected to its power system by customers, so as to expand the application of customers, that is, through a module, it can realize single-way, positive-negative double-way and double-voltage output. The invention has great popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种电源模块及应用该电源模块的电源系统
本专利技术涉及电源模块，特别涉及应用罗耶电路的电源模块。
技术介绍
现有的自激推挽式变换器，总的来说分为两类：罗耶电路和井森电路。罗耶电路来自1955年美国罗耶(G.H.Royer)专利技术的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，通常简称为Royer电路，这也是实现高频转换控制电路的开端；1957年美国查赛(JenSen，大部份文献译作“井森”)专利技术了自激式推挽双变压器电路，后被称为自振荡Jensen电路、自激推挽式Jensen电路，大部份文献称作井森电路；这两种电路，后人都称为自激推挽式变换器，自激推挽式变换器在电子工业出版社的《开关电源的原理与设计》第67页至70页有描述，该书ISBN号为7-121-00211-6。电路的主要形式为罗耶电路和井森电路。图1示出了罗耶电路的典型应用原理图，图2示出的是罗耶电路另外一种典型应用原理图，对应本专利技术人的另一份中国申请号为201210174076.7(简称为背景1)的图9，该专利申请名称为《一种自激推挽式变换器的短路保护方法》，图2与图1的不同之处在于启动电路中的电容接法不同，图1中的电容C1直接与偏置电阻R1并联，此种接法电容C1在很多场合可以省去；而图2中的电容C1则是连接于反馈绕组中心抽头和输入地之间，这样的连接方法能解决图1电容C1在开机时因短路对推挽三极管的冲击，实现软启动，该改进申请人曾于2003年申请了技术专利ZL03273278.3，事实上在人民邮电出版社的《电源变换技术》第41页的图2-18已公开，第56页图2-27也有公开，该书ISBN号为7-115-04229-2/TN·353。并且本申请的专利技术人在背景1授权文件第0029段至0035段，以及其附图的图3-1至图3-7，给出了现有罗耶或井森电路的偏置电路的演变，还给出了详细的工作原理，证明了启动电路中的电容C1采取图1或图2的接法对电路的成功启动后的稳态工作均无影响。由于自激推挽式变换器为开环工作，因此频率响应好，在小信号模型中，其小信号状态下的输入阻抗为正。而其它各种闭环工作的开关电源的小信号输入阻抗是负的，即当输入电压因某种原因升高时，其它开关电源的消耗电流是减小的，以维持输出功率不变。正因为自激推挽式变换器的小信号输入阻抗是正的，元件少，可靠性极高，其并联或级联使用都非常简单，故自激推挽式变换器在未来的很长时间内，很难被其它电路拓扑取代，并被制作成电源模块作为器件直接销售，制作成电源模块的方法常见有两种，一种为塑封，成品的电源模块类似集成电路，采用环氧树脂类混合物，包括填充颗粒、固化剂，在模具中高温下成型，塑封电源模块使用方便；另一种为灌封，把电路板放入外壳中，灌入聚胺脂的双组份混合物或硅胶而成型，一般不方便制作成贴片式的器件，工程上使用略不方便。目前，应用自激推挽式变换器生产的电源模块，全球年产量在1亿以上，其输出功率多为1W，俗称微功率电源模块，生产厂家包括日本村田公司、美国德州仪器、德国RECOM公司、中国台湾MINMAX公司等、以及国内的几十家公司，均存在以下技术瓶颈。该电源模块应用于振动场合，如汽车、动车、高铁上时，经常出现失效，特别是塑封类的电源模块，由于电源模块已密封成型，只能整体更换，失效的机率并不高，装机投入使用一年的失效率约为千分之一，即1000ppm，这在汽车行业是不能接受的，汽车行业的期望是零缺陷，根据失效机理中的浴盆曲线，失效在第一年是比较高的，汽车行业期望在第一年的失效率能在8ppm以下，即百万分之八，同时在10年内的整体失效率也满足8ppm以下。目前国内外最为先进的工艺生产出来的产品失效率只能达到300ppm左右,而客户能够接受的只有8ppm，一旦有不良品被出货，这些不良品将被广泛应用于汽车、轨道交通、机械设备及工业通讯等领域，如引发事故后果非常严重，因此生产厂家只能在上线前进行检测，确保是100％合格后才上板装机，但仍有不良品出现，对此，汽车生产厂和微功率电源模块生产厂都想尽各种办法，如更换为全球排名前几的品牌，但问题仍在用户使用中出现。售后付出的成本极高，引起的索赔也很高昂。由于微功率电源模块使用于汽车等温度、湿度环境恶劣的环境，产品要求使用塑封或灌封，提高其环境适应性，这也导致了产品失效后，在拆解时就会破坏电源模块，因而极难进行失效分析，也无法进一步进行终极改良，实现零缺陷。此外，电源模块应用场合五花八门，对其输入电压、输出电压、输出路数、隔离耐压及封装等的要求也会存在非常多的需求，对于电源模块生产厂家而言，目前都是将输出整流电路集成在电源模块内部，这意味着单路输出和两路输出的产品需要各自设计制造，这会使得电源模块生产厂家的型号翻倍，导致管理成本和库存压力的增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种电源模块，在应用罗耶电路时能降低失效率，减少社会成本损失，并能降低生产厂家的管理成本和库存压力，本专利技术同时还提供应用该电源模块的电源系统，方便客户使用，并能实现应用上的拓展。本申请较现有应用罗耶电路的电源模块而言，专利技术构思为去掉其中的输入滤波电路、输出整流电路和输出滤波电容；去掉输入滤波电路和输出滤波电容的依据在于客户通过外接依然能实现相关功能，且在这两个电容均与电源模块之间的距离≤λ/11的前提下(其中λ为电源模块的工作频率对应的波长,即光速除以电源模块的工作频率)，电源系统能突破现有技术认知，实现满足电磁兼容标准的要求，从而能解决微功率电源模块失效带来的客诉、索赔以及使用者的生命财产损失；而去掉输出整流电路，通过外接输出整流电路能实现客户应用上的拓展，即通过一个模块能实现单路、正负双路以及两倍电压输出。基于上述专利技术构思，本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种电源模块，其特征在于：至少包括四个端子，分别为输入正端子、输入地、两个输出端子，包括启动电路、三极管TR1、三极管TR2、主变压器B1、原边绕组NP1和NP2，反馈绕组NB1和NB2，以及至少一个副边绕组NS1；启动电路至少包括两个端子，启动输入端和启动输出端，启动输入端连接电源模块的输入正端子，启动输出端连接反馈绕组NB1和NB2的中心抽头；三极管TR1和TR2的发射极均连接至电源模块的输入地，集电极分别连接原边绕组NP1和NP2的两个端头，基极分别连接反馈绕组NB1和NB2的两个端头；原边绕组NP1和NP2的中心抽头连接电源模块的输入正端子；副边绕组NS1的两端连接电源模块的两个输出端子。作为启动电路的一种具体的实施方式，启动电路包括电流提供器件和电容C1，电流提供器件一端为启动输入端，另一端为启动输出端，电容C1和电流提供器件并联，电流提供器件为电阻，或为恒流源器件。作为启动电路的另一种具体的实施方式，启动电路还包括一个第三端子，以及启动电路包括电流提供器件和电容C1，电流提供器件一端为启动输入端，另一端为启动输出端，第三端子连接输入地，电容C1一端连接在启动输出端，电容C1的另一端为第三端子，电流提供器件为电阻，或为恒流源器件。对于客户希望电源模块自带输出整流功能的情况，则在上述技术方案的基础上：副边绕组NS1的任意一端和其连接的电源模块的输出端子之间连接一只二极管D1。作为上述技术方案的第一种改进，主变压器B1的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源模块，其特征在于：至少包括四个端子，分别为输入正端子、输入地、两个输出端子，以及包括启动电路、三极管TR1、三极管TR2、主变压器B1、原边绕组NP1和NP2，反馈绕组NB1和NB2，以及至少一个副边绕组NS1；启动电路至少包括两个端子，启动输入端和启动输出端，启动输入端连接电源模块的输入正端子，启动输出端连接反馈绕组NB1和NB2的中心抽头；三极管TR1和TR2的发射极均连接至电源模块的输入地，集电极分别连接原边绕组NP1和NP2的两个端头，基极分别连接反馈绕组NB1和NB2的两个端头；原边绕组NP1和NP2的中心抽头连接电源模块的输入正端子；副边绕组NS1的两端连接电源模块的两个输出端子。

【技术特征摘要】
1.一种电源模块，其特征在于：至少包括四个端子，分别为输入正端子、输入地、两个输出端子，以及包括启动电路、三极管TR1、三极管TR2、主变压器B1、原边绕组NP1和NP2，反馈绕组NB1和NB2，以及至少一个副边绕组NS1；启动电路至少包括两个端子，启动输入端和启动输出端，启动输入端连接电源模块的输入正端子，启动输出端连接反馈绕组NB1和NB2的中心抽头；三极管TR1和TR2的发射极均连接至电源模块的输入地，集电极分别连接原边绕组NP1和NP2的两个端头，基极分别连接反馈绕组NB1和NB2的两个端头；原边绕组NP1和NP2的中心抽头连接电源模块的输入正端子；副边绕组NS1的两端连接电源模块的两个输出端子。2.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于：启动电路包括电流提供器件和电容C1，电流提供器件一端为启动输入端，另一端为启动输出端，电容C1和电流提供器件并联，电流提供器件为电阻，或为恒流源器件。3.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于：启动电路还包括一个第三端子，以及启动电路包括电流提供器件和电容C1，电流提供器件一端为启动输入端，另一端为启动输出端，第三端子连接输入地，电容C1一端连接在启动输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保均，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44