一种反激式开关电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种反激式开关电源系统，包括VCC24V输入电源，用于为系统提供直流24V输入电源；24V‑15V降压稳压单元，用于将24V电源降压至15V电源，并为主电路控制单元提供工作电压；主电路控制单元，用于控制主电路单元工作；主电路单元，用于对VCC24V输入电源进行电能变换；5路输出电源隔离变换单元，用于输出相互之间电气隔离的5路隔离电源。本发明专利技术的系统设计有干扰抑制器件，可有效抑制主电路功率开关管关断时产生的瞬态电压，降低开关电源对工控系统中其它单元的电磁干扰，减少工控系统故障和维护的频次；具备至少5路以上隔离电源输出能力，输出扩展能力强，适用于多电源需求应用场合；此外系统整体结构简单，印制板占用面积小，适合高集成度板级应用。

A flyback switching power supply system

【技术实现步骤摘要】
一种反激式开关电源系统
本专利技术涉及开关模式电源(SwitchModePowerSupply，简称SMPS)设计领域，特别涉及一种反激式开关电源系统。
技术介绍
开关模式电源(SwitchModePowerSupply，简称SMPS)，又称交换式电源或开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压，通过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压。不同于线性电源，开关电源使用的功率开关管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换，这两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，因此比较节省能源，产生废热较少。高转换效率是开关电源的另一个优点，而且因为开关电源工作频率高，可以使用小尺寸、轻重量的变压器，因此相比于线性电源，开关电源尺寸更小，重量也更轻。但是，在应用开关电源的某些场合(如变频控制领域)，也存在一些弊端。由于开关电源内部构造较复杂，且内部功率开关管频繁切换，因此可能会产生噪声及电磁干扰，影响其他设备。另外，输出扩展能力不足、印制板占用面积大等问题也限制了开关电源高集成度板级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反激式开关电源系统，其特征在于，包括VCC24V输入电源、24V-15V降压稳压单元、主电路控制单元、主电路单元及5路输出电源隔离变换单元；/n所述VCC24V输入电源，用于为所述系统提供直流24V输入电源；/n所述24V-15V降压稳压单元，用于将24V输入电源降压至15V电源，并为主电路控制单元提供工作电压；/n所述主电路控制单元，用于控制主电路单元工作；/n所述主电路单元，用于对VCC24V输入电源进行电能变换，即将VCC24V输入电源调制为高频脉冲；/n所述5路输出电源隔离变换单元，用于输出相互之间电气隔离的5路隔离电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种反激式开关电源系统，其特征在于，包括VCC24V输入电源、24V-15V降压稳压单元、主电路控制单元、主电路单元及5路输出电源隔离变换单元；
所述VCC24V输入电源，用于为所述系统提供直流24V输入电源；
所述24V-15V降压稳压单元，用于将24V输入电源降压至15V电源，并为主电路控制单元提供工作电压；
所述主电路控制单元，用于控制主电路单元工作；
所述主电路单元，用于对VCC24V输入电源进行电能变换，即将VCC24V输入电源调制为高频脉冲；
所述5路输出电源隔离变换单元，用于输出相互之间电气隔离的5路隔离电源。


2.根据权利要求1所述的反激式开关电源系统，其特征在于，所述24V-15V降压稳压单元包括第一电阻(R1)、第一电容(C1)、第一单元(U1)及第二电容(C2)，其中第一单元(U1)的型号为三端稳压芯片MC78L15；所述第一电阻(R1)的一端连接输入电源VCC24V，另一端连接第一单元(U1)的引脚8及第一电容(C1)的一端，第一电容(C1)的另一端接地GND；第二电容(C2)的一端连接第一单元(U1)的引脚1，另一端接地GND；第一单元(U1)的引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7均接地GND。


3.根据权利要求1或2所述的反激式开关电源系统，其特征在于，所述主电路单元包括第一稳压管(Z1)、第一二极管(D1)、功率开关管(Q1)以及变压器磁芯(T1)，其中变压器磁芯(T1)的型号为TRANS-EE25；所述变压器磁芯(T1)的引脚1和引脚2之间、引脚3和引脚4之间、引脚6和引脚7之间、引脚8和引脚9之间、引脚10和引脚11之间、引脚12和引脚13之间、引脚13和引脚14之间均设有电感绕组，且引脚1和引脚2之间的电感绕组作为主电路单元的储能电感Lc；变压器磁芯(T1)的引脚1连接VCC24V输入电源，引脚2连接功率开关管(Q1)的集电极、第一二极管(D1)的阳极，引脚3、引脚7、引脚8、引脚10、引脚13分别连接GND、HGND_U、HGND_W、HGND_V、HGND；第一二极管(D1)的阴极连接第一稳压管(Z1)的阴极，第一稳压管(Z1)的阳极连接VCC24V输入电源。


4.根据权利要求3所述的反激式开关电源系统，其特征在于，所述储能电感Lc的设计遵循以下公式：



式中，Uo表示输出电压，Io表示输出电流，fs表示功率开关管(Q1)的开关频率，D表示功率开关管(Q1)导通状态的占空比。


5.根据权利要求3所述的反激式开关电源系统，其特征在于，所述第一稳压管(Z1)采用齐纳二极管，第一二极管(D1)采用续流二极管。


6.根据权利要求3所述的反激式开关电源系统，其特征在于，所述5路输出电源隔离变换单元输出相互之间电气隔离的5路隔离电源，包括1路+5V隔离电源、3路+15V隔离电源及1路带有中性点的+15V和-5V正负隔离电源；
所述1路+5V隔离电源包括第二二极管(D2)、第十一电容(C11)、第十电阻(R10)以及第十一电阻(R11)，第二二极管(D2)的阳极连接变压器磁芯(T1)的引脚4，阴极输出电源+5V并与第十一电容(C11)的正极性端、第十电阻(R10)的一端相连，第十一电容(C11)的负极性端连接第十一电阻(R11)的一端并接至GND；第十电阻(R10)的另一端与第十一电阻(R11)的另一端相连并输出信号X3；
所述3路+15V隔离电源包括第一路+15V隔离电源、第二路+15V隔离电源以及第三路+15V隔离电源，其中第一路+15V隔离电源包括第三二极管(D3)、第五电容(C5)、第六电容(C6)及第七电阻(R7)，所述第三二极管(D3)的阳极连接变压器磁芯(T1)的引脚6，阴极输出电源+15V_U并与第五电容(C5)的一端、第六电容(C6)的正极性端、第七电阻(R7)的一端相连，第五电容(C5)的另一端、第六电容(C6)的负极性端、第七电阻(R7)的另一端连接H...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，孙宏伟，廖良闯，史超，张本顺，李萌萌，花磊，孟庆瑞，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一六研究所，江苏杰瑞科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32