串联式电源模块及高压电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种串联式电源模块，应用于高压输出场合，包括前级变换电路和多个后级整流滤波电路，所述前级变换电路经过变压器向后级整流滤波电路传递电能，所述多个后级整流滤波电路分别经过电感串联。本实用新型专利技术还公开了一种高压电源，其包括多个上述的串联式电源模块，所述串联式电源模块的前级变换电路的输入端并联。本实用新型专利技术改善了电路的电磁干扰特性，同时有效抑制线路漏感与副边寄生电容间的振荡。的振荡。的振荡。

【技术实现步骤摘要】
串联式电源模块及高压电源


[0001]本技术有关高压电源领域，且特别是有关于电源模块串联技术。

技术介绍

[0002]高压电源的应用场合越来越多，如CRT、X射线、回旋加速器、激光电源、超高压电子显微镜、LED背光电源、以及应用于海底观测网络的高压电源(恒压/恒流输出)等。高压电源需要将高压输出部分进行电气隔离，如图1所示，采用模块化的技术，以3个电源模块10串联为例，达到输出高压的目的。每个电源模块10需要处理的高频电压只有总电压的1/3。这样电源模块10中的变压器设计时较为容易，且工作时加在变压器绝缘材料间空气间隙上的高频电压只有总电压的1/3，易于处理(不需充油排出气隙的工艺等)。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种串联式电源模块及高压电源，提供高压输出，具有良好的EMI特性。
[0004]为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0005]串联式电源模块，包括前级变换电路和多个后级整流滤波电路，所述前级变换电路经过变压器向所述后级整流滤波电路传递电能，所述后级整流滤波电路之间分别经过一电感进行串联。
[0006]上述变压器包括多个副边绕组，每个副边绕组并联一所述后级整流滤波电路。
[0007]上述串联式电源模块包括多个变压器，所述变压器至少包括一副边绕组，所述副边绕组并联一所述后级整流滤波电路，所述后级整流滤波电路之间分别经过一所述电感进行串联。
[0008]上述后级整流滤波电路包括全桥整流电路，所述全桥整流电路的输出端与所述电感串联。
[0009]上述前级变换电路包括全桥逆变电路，所述全桥逆变电路的输出端与所述变压器的原边绕组并联。
[0010]本技术还提供一种高压电源，包括多个所述串联式电源模块，所述串联式电源模块的前级变换电路的输入端并联。
[0011]上述每个后级整流滤波电路之间经过一电感串联。
[0012]为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
[0013]图1为高压电源的串联实施例的框图。
[0014]图2为本技术电源模块的实施例框图。
[0015]图3为利用多个图2中电源模块构成高压电源的实施例框图。
[0016]图4为本技术电源模块的第一具体实施例。
[0017]图5为本技术电源模块的第二具体实施例。
[0018]图6为本技术电源模块的第三具体实施例。
[0019]图7(a)为图4中后级电路42未串联电感L1时的等效电路图。
[0020]图7(b)为图4中后级电路42串联电感L1时的等效电路图。
具体实施方式
[0021]为使本技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]本技术中所述的“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
[0023]图2所示是本技术电源模块，前级变换电路21经过变压器T1 和变压器T2向后级电路22传递电能，所述变压器T1的副边并联后级整流滤波电路221，所述变压器T2的副边并联后级整流滤波电路222。后级整流滤波电路221和后级整流滤波电路222之间串联电感L1。所述后级整流滤波电路221的输出端还串联电感L0，所述电感L0与所述电源模块的输出端连接。
[0024]假设所述电感L1的电感值与电感L0的电感值相等，L1＝L0＝L，当变压器T1和T2往副边输出传递能量时所述电感L0和所述电感L1上的电压为V
L
：
[0025][0026]当变压器T1和T2不往副边输出传递能量时所述电感L0和所述电感L1上的电压为：
[0027][0028]故每个电感上的电压变化量：
[0029][0030]其中N为变压器原边绕组匝数和副边绕组匝数的匝比。
[0031]本技术的技术方案使得输出滤波电感上的电压变化量
△
V
L
大幅度减小，以副边2组整流桥串联为例，本技术的设计方式使得所述电感L0的电压变化量
△
V
L
大幅度减小，其dv/dt也相应减小，因而EMI特性得到大幅度的改善。同时抑制了变压器副边的位移电流。
[0032]图3为图2中电源模块应用在高压电源中的一具体实施例，以两个电源模块串联为
例，所述两个电源模块的前级变换电路31的输入端并联，两个后级整流滤波电路32经过电感L0串联。
[0033]图4为本技术的第一具体实施例，所述前级变换电路41举例为一全桥逆变电路。但是本技术并不以此为限，本技术的技术方案适用于隔离型拓扑例如半桥、全桥、正激、推挽、有源箝位正激等拓扑电路。
[0034]图4中，二极管D1
‑
D8需贴在散热器423上导热，电容C1和C2 分别为二极管D1
‑
D8与散热器423间的寄生电容。
[0035]请在参考，图7(a)为图4中后级电路42未串联电感L1时的等效电路图，变压器T1和T2的副边绕组之间经过电容C1和电容C2 产生了位移电流iy，图4中后级电路42串联电感L1后的等效电路图如图7(b)，从图7(b)可以看出电感L1能够有效抑制位移电流iy。
[0036]如图5所示，当副边有n组整流桥，每组整流桥之间均串联电感，因而有n个电感串联，则每个电感上的电压变化量仅有采用一个电感时的1/n。
[0037]图5中是以n个独立的变压器为例进行说明，但是并不以此为限，如图6所示，一个变压器拥有多个副边绕组，每个副边绕组均并联后级整流滤波电路62n，所有的后级整流滤波电路62n之间均经过电感串联。
[0038]本技术的设计方案，减小了两组变压器副边的位移电流，能够有效抑制线路漏感与副边寄生电容间的振荡。另外电感的匝间电容导致的共模电流变小，电磁干扰变小，同时单个电感的体积变小，易于设计和标准化。
[0039]虽然本技术已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本技术，任何所属
中具有通常知识者，在不脱离本技术的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本专利技术的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.串联式电源模块，包括前级变换电路和多个后级整流滤波电路，所述前级变换电路经过变压器向所述后级整流滤波电路传递电能，其特征在于，所述后级整流滤波电路之间分别经过一电感进行串联。2.如权利要求1所述串联式电源模块，其特征在于，所述变压器包括多个副边绕组，每个副边绕组并联一所述后级整流滤波电路。3.如权利要求1所述串联式电源模块，其特征在于，所述串联式电源模块包括多个变压器，所述变压器至少包括一副边绕组，所述副边绕组并联一所述后级整流滤波电路，所述后级整流滤波电路之间分别经过一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，耿中星，姚远，孙巨禄，汤晓晨，
申请(专利权)人：南京博兰得电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：