电源直流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电源直流装置、输出电压控制方法，其包括DC电源；DC电源包括输入滤波单元、PWM供电单元、软开关谐振单元、电源功率变换单元、电压整流滤波单元、可调电压输出单元、PWM供电单元、电源PWM控制器、电源隔离反馈单元、分压电阻单元、以及外部调整单元；输入滤波单元，包括输入共模电感L2、L3，输入电容C16‑C18，TVS管D3，输入差模电感L5，输入电容C31‑33；其中，输入共模电感L2、输入电容C16‑C17组成输入一级滤波组件；输入共模电感L3，输入电容C18组成输入二级滤波组件；本实用新型专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。

【技术实现步骤摘要】
电源直流装置
本专利技术涉及电源直流装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，DC/电源直流装置已广泛应用于计算机、航空航天、仪器仪表和家用电器等领域。随着需求量的日益增加，人们对DC/DC电源的要求越来越高，包括体积、重量、效率、可靠性及多用性。输出可调DC/DC电源的出现，让电源的多用性有了较大的提升。目前市面上的可调DC/DC电源输出电压可调率均在10％左右，输出电压可调的范围较窄，能够应用的场合受到了很大的局限性和制约性，同时其源效应和负载效应均在1.0％左右，稳定性较差。输出可调DC/电源直流装置是在稳压开关电源的基础上将电压展宽，从而实现输出电压可调的一种电源。目前市场上的输出可调DC/DC电源一般是采用改变取样电路的分压电阻比例来实现输出电压的调节。其缺点是可调电压的范围较窄、输出电压不稳定。本专利技术方法采用了反激软开关谐振的电路拓扑结构，将输出可调DC/DC电源的可调范围大幅度提升，同时保证了输出电压的稳定。现在国内外生产厂家生产的弧形整流模块多采用塑封外壳封装，且需要单独加装散热器，在其耐温度循环性能不能满足用户及标准的要求，且存在高温及超温下材料膨胀问题。本专利技术设计是国内首款弧形金属封装整流模块，全新的弧形金属外壳，自带散热齿，灌封工艺，加装固定盖板，此种外形体积小，散热好,重量轻，安装拆卸方便。此种外形体积小，散热好,重量轻，使用温度范围广，可达-55℃～125℃，安装拆卸方便。现在国内外生产厂家生产的IGBT-H桥电路多为塑封，体积大，尺寸约为107mm×62mm×31mm；底板选用紫铜，热涨系数大，不利于温度变化剧烈的应用环境。本专利技术设计电流为70A的IGBT-H桥电路，金属全密封结构，体积小，尺寸约为63mm×57mm×11mm；底板选用钼铜，热胀系数小，可以应用于温度变化剧烈的环境。广泛应用于有源逆变系统，可方便地控制交流电机、加热器等负载。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种电源直流装置、输出电压控制方法。本专利技术方法的DC/DC电源输出电压可调的范围为36V-72V，可调率为100％；源效应和负载效应均在0.1％以下，输出电压稳定。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种电源直流装置，包括DC电源；DC电源包括输入滤波单元、PWM供电单元、软开关谐振单元、电源功率变换单元、电压整流滤波单元、可调电压输出单元、PWM供电单元、电源PWM控制器、电源隔离反馈单元、分压电阻单元、以及外部调整单元；输入滤波单元，包括输入共模电感L2、L3，输入电容C16-C18，TVS管D3，输入差模电感L5，输入电容C31-33；其中，输入共模电感L2、输入电容C16-C17组成输入一级滤波组件；输入共模电感L3，输入电容C18组成输入二级滤波组件；输入差模电感L5，输入电容C31-33组成输入三级滤波组件；TVS管D3，用于抑制浪涌，直流输入信号Vm一路通过TVS管D3接地，另一路依次经过一级滤波组件、输入二级滤波组件、以及输入三级滤波组件后滤波输入；电源功率变换单元包括变压器TIC；PWM供电单元，包括限流电阻R6，三极管Q2，二极管D5、D7，稳压管D6，外接电源Vcc；PWM供电单元包括三极管Q2；经滤波的直流输入信号Vm接三极管Q2的集电极，直流输入信号Vm通过限流电阻R6接三极管Q2的基极；电源PWM控制器包括控制方波信号的控制芯片IC2、以及放大集成电路IC1；三极管Q2的发射极经过二极管D7接控制芯片IC2的引脚VIN与引脚Vcc；外接电源VCC通过二极管D5接控制芯片IC2的引脚VIN与引脚Vcc；控制芯片IC2的引脚out与放大集成电路IC1的引脚INA电连接，放大集成电路IC1的引脚outa与outb电连接有电源控制模块；软开关谐振单元包括并联且结构相同的第一软开关谐振模块与第二软开关谐振模块；第一软开关谐振模块包括驱动电阻R13，电容C34，放电电阻R14，软开关MOS管Q3；放大集成电路IC1的引脚outa与outb输出的电信号，通过并联的驱动电阻R13与电容C34后，一输出通过放电电阻R14接软开关MOS管Q3的S极，另一输出接MOS管Q3的G极，MOS管Q3的D极与经滤波的直流输入信号Vm接变压器TIC的主级线圈；第一软开关谐振模块的软开关MOS管Q3与第二软开关谐振模块的软开关MOS管Q5的S极接互感器T2的主线圈；互感器T2的次线圈接电源功率变换单元；互感器T2的主线圈另一端接地；电源功率变换单元，包括并联限压电阻R28-29、限流电阻R27、安全电阻R30、二极管D9；安全电阻R30接在互感器T2的主线圈两端，互感器T2的主线圈一端经过二极管D9分两路，一路通过并联限压电阻R28-29接地，另一路通过限流电阻R27接控制芯片IC2的引脚CS端；IC2输出方波，当检测电路反馈的电路值大于控制芯片IC2设定阈值，软开关谐振单元的MOS管中断保护，否则导通，变压器TIC主线圈储能，并转到变压器TIC次线圈；变压器TIC次级线圈产生电流；电压整流滤波单元，包括至少两组的并联整流滤波模块、以及二段整理滤波模块；并联整流滤波模块包括并联整流二极管D1、并联滤波电容C5-C8、以及并联滤波共模电感L1；二段整理滤波模块包括并联的二极管C13、C14；在并联整流二极管D1两端并联有串联的吸收电容C1与吸收电阻R1；并联整流滤波模块输出电路合并后经过二段整理滤波模块输出可调电压输出单元信号Vo；采用先并联后串联的结构，降低了电压，不易烧坏反馈光耦；分压电阻的电路包括作为基准电压确保电压稳压的集成电路IC3，集成电路IC3一引脚通过并联的基准电容C49与基准电阻R25接地，集成电路IC3该引脚通过电阻R8接外可调电压输出单元信号Vo，集成电路IC3该引脚接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极通过电阻R10接可调电压输出单元信号Vo，三极管Q4的发射极通过电阻R9接可调电压输出单元信号Vo；在三极管Q4的基极与集电极间连接有电容C39；通过电阻R9-10、电容C39与三极管Q4控制输出功率负荷，避免将输入电压下拉而无法启动电路；外部调整单元，接在Trim端与电压输出单元信号Vo之间的外界调整电阻；Trim端通过电阻R21接入三极管Q4的集电极；电源隔离反馈单元，包括反馈光耦U1、隔离三极管Q1、反馈光耦U1的发光器通过限流电阻接隔离三极管Q1的发射极，隔离三极管Q1的基极通过稳压器D4接地，并联整流滤波模块的并联滤波共模电感L1输出端分别通过电阻R5接隔离三极管Q1的基极、电阻R4接隔离三极管Q1的集电极；反馈光耦U1的受光器反馈端通过串接的电容C37与电阻R19接地；反馈光耦U1的受光器反馈端与控制芯片IC2的反馈引脚COMP电连接，从而调整控制芯片IC2的占空比。一种DC电源控制方法，包括以下步骤；步骤一，首先，可变直流电压Vm输入，输入滤波单元进行两次共模滤波；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源直流装置，其特征在于：包括DC电源；DC电源包括输入滤波单元、PWM供电单元、软开关谐振单元、电源功率变换单元、电压整流滤波单元、可调电压输出单元、PWM供电单元、电源PWM控制器、电源隔离反馈单元、分压电阻单元、以及外部调整单元；/n输入滤波单元，包括输入共模电感L2、L3，输入电容C16-C18，TVS管D3，输入差模电感L5，输入电容C31-33；/n其中，输入共模电感L2、输入电容C16-C17组成输入一级滤波组件；输入共模电感L3，输入电容C18组成输入二级滤波组件；输入差模电感L5，输入电容C31-33组成输入三级滤波组件；/nTVS管D3，用于抑制浪涌，直流输入信号Vm一路通过TVS管D3接地，另一路依次经过一级滤波组件、输入二级滤波组件、以及输入三级滤波组件后滤波输入；/n电源功率变换单元包括变压器TIC；/nPWM供电单元，包括限流电阻R6,三极管Q2,二极管D5、D7,稳压管D6，外接电源Vcc;/nPWM供电单元包括三极管Q2；经滤波的直流输入信号Vm接三极管Q2的集电极，直流输入信号Vm通过限流电阻R6接三极管Q2的基极；/n电源PWM控制器包括控制方波信号的控制芯片IC2、以及放大集成电路IC1；/n三极管Q2的发射极经过二极管D7接控制芯片IC2的引脚VIN与引脚Vcc；外接电源VCC通过二极管D5接控制芯片IC2的引脚VIN与引脚Vcc；/n控制芯片IC2的引脚out与放大集成电路IC1的引脚INA电连接，放大集成电路IC1的引脚outa与outb电连接有电源控制模块；/n软开关谐振单元包括并联且结构相同的第一软开关谐振模块与第二软开关谐振模块；/n第一软开关谐振模块包括驱动电阻R13，电容C34，放电电阻R14,软开关MOS管Q3；/n放大集成电路IC1的引脚outa与outb输出的电信号，通过并联的驱动电阻R13与电容C34后，一输出通过放电电阻R14接软开关MOS管Q3的S极，另一输出接MOS管Q3的G极，MOS管Q3的D极与经滤波的直流输入信号Vm接变压器TIC的主级线圈；/n第一软开关谐振模块的软开关MOS管Q3与第二软开关谐振模块的软开关MOS管Q5的S极接互感器T2的主线圈；互感器T2的次线圈接电源功率变换单元；互感器T2的主线圈另一端接地；/n电源功率变换单元，包括并联限压电阻R28-29、限流电阻R27、安全电阻R30、二极管D9；/n安全电阻R30接在互感器T2的主线圈两端，互感器T2的主线圈一端经过二极管D9分两路，一路通过并联限压电阻R28-29接地，另一路通过限流电阻R27接控制芯片IC2的引脚CS端；/nIC2输出方波，当检测电路反馈的电路值大于控制芯片IC2设定阈值，软开关谐振单元的MOS管中断保护，否则导通，变压器TIC主线圈储能，并转到变压器TIC次线圈；变压器TIC次级线圈产生电流；/n电压整流滤波单元，包括至少两组的并联整流滤波模块、以及二段整理滤波模块；并联整流滤波模块包括并联整流二极管D1、并联滤波电容C5-C8、以及并联滤波共模电感L1；二段整理滤波模块包括并联的二极管C13、C14；在并联整流二极管D1两端并联有串联的吸收电容C1与吸收电阻R1；/n并联整流滤波模块输出电路合并后经过二段整理滤波模块输出可调电压输出单元信号 Vo；采用先并联后串联的结构，降低了电压，不易烧坏反馈光耦；/n分压电阻的电路包括作为基准电压确保电压稳压的集成电路IC3, 集成电路IC3一引脚通过并联的基准电容C49与基准电阻R25接地，集成电路IC3该引脚通过电阻R8接外可调电压输出单元信号 Vo ，集成电路IC3该引脚接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极通过电阻R10接可调电压输出单元信号 Vo，三极管Q4的发射极通过电阻R9接可调电压输出单元信号 Vo；在三极管Q4的基极与集电极间连接有电容C39；通过电阻R9-10、电容C39与三极管Q4控制输出功率负荷，避免将输入电压下拉而无法启动电路；/n外部调整单元，接在Trim端与电压输出单元信号 Vo之间的外界调整电阻；Trim端通过电阻R21接入三极管Q4的集电极；/n电源隔离反馈单元，包括反馈光耦U1、隔离三极管Q1、/n反馈光耦U1的发光器通过限流电阻接隔离三极管Q1的发射极，隔离三极管Q1的基极通过稳压器D4接地，并联整流滤波模块的并联滤波共模电感L1输出端分别通过电阻R5接隔离三极管Q1的基极、电阻R4接隔离三极管Q1的集电极；反馈光耦U1的受光器反馈端通过串接的电容C37与电阻R19接地；反馈光耦U1的受光器反馈端与控制芯片IC2的反馈引脚COMP电连接，从而调整控制芯片IC2的占空比。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电源直流装置，其特征在于：包括DC电源；DC电源包括输入滤波单元、PWM供电单元、软开关谐振单元、电源功率变换单元、电压整流滤波单元、可调电压输出单元、PWM供电单元、电源PWM控制器、电源隔离反馈单元、分压电阻单元、以及外部调整单元；
输入滤波单元，包括输入共模电感L2、L3，输入电容C16-C18，TVS管D3，输入差模电感L5，输入电容C31-33；
其中，输入共模电感L2、输入电容C16-C17组成输入一级滤波组件；输入共模电感L3，输入电容C18组成输入二级滤波组件；输入差模电感L5，输入电容C31-33组成输入三级滤波组件；
TVS管D3，用于抑制浪涌，直流输入信号Vm一路通过TVS管D3接地，另一路依次经过一级滤波组件、输入二级滤波组件、以及输入三级滤波组件后滤波输入；
电源功率变换单元包括变压器TIC；
PWM供电单元，包括限流电阻R6,三极管Q2,二极管D5、D7,稳压管D6，外接电源Vcc;
PWM供电单元包括三极管Q2；经滤波的直流输入信号Vm接三极管Q2的集电极，直流输入信号Vm通过限流电阻R6接三极管Q2的基极；
电源PWM控制器包括控制方波信号的控制芯片IC2、以及放大集成电路IC1；
三极管Q2的发射极经过二极管D7接控制芯片IC2的引脚VIN与引脚Vcc；外接电源VCC通过二极管D5接控制芯片IC2的引脚VIN与引脚Vcc；
控制芯片IC2的引脚out与放大集成电路IC1的引脚INA电连接，放大集成电路IC1的引脚outa与outb电连接有电源控制模块；
软开关谐振单元包括并联且结构相同的第一软开关谐振模块与第二软开关谐振模块；
第一软开关谐振模块包括驱动电阻R13，电容C34，放电电阻R14,软开关MOS管Q3；
放大集成电路IC1的引脚outa与outb输出的电信号，通过并联的驱动电阻R13与电容C34后，一输出通过放电电阻R14接软开关MOS管Q3的S极，另一输出接MOS管Q3的G极，MOS管Q3的D极与经滤波的直流输入信号Vm接变压器TIC的主级线圈；
第一软开关谐振模块的软开关MOS管Q3与第二软开关谐振模块的软开关MOS管Q5的S极接互感器T2的主线圈；互感器T2的次线圈接电源功率变换单元；互感器T2的主线圈另一端接地；
电源功率变换单元，包括并联限压电阻R28-29、限流电阻R27、安全电阻R30、二极管D9；
安全电阻R30接在互感器T2的主线圈两端，互感器T2的主线圈一端经过二极管D9分两路，一路通过并联限压电阻R28-29接地，另一路通过限流电阻R27接控制芯片IC2的引脚CS端；
IC2输出方波，当检测电路反馈的电路值大于控制芯片IC2设定阈值，软开关谐振单元的MOS管中断保护，否则导通，变压器TIC主线圈储能，并转到变压器TIC次线圈；变压器TIC次级线圈产生电流；
电压整流滤波单元，包括至少两组的并联整流滤波模块、以及二段整理滤波模块；并联整流滤波模块包括并联整流二极管D1、并联滤波电容C5-C8、以及并联滤波共模电感L1；二段整理滤波模块包括并联的二极管C13、C14；在并联整流二极管D1两端并联有串联的吸收电容C1与吸收电阻R1；
并联整流滤波模块输出电路合并后经过二段整理滤波模块输出可调电压输出单元信号Vo；采用先并联后串联的结构，降...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩仑德，王辉，刘海龙，张宗勇，
申请(专利权)人：青岛航天半导体研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37