基于半桥电路拓扑的高压输出DC-DC电源变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于半桥电路拓扑的高压输出DC

【技术实现步骤摘要】
基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器


[0001]本技术涉及一种集成一体化电源变换电路，具体地说，涉及一种基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器。

技术介绍

[0002]目前，直流高压输出电源变换电路应用日渐普遍，性能不一，但既要做到高集成度、小型化，又要有高可靠性，既要做到输出高压直流电压，又要做到电路简洁，既要做到高性价比，又要做到高稳定性，难度还是比较大，在电路的设计，元器件的选择，制造的工艺上都需要有大的改进。
[0003]集成芯片SG3526N具有高集成度、高性能、高寿命及高可靠性。该集成芯片主要用于固定频率开关稳压器和其他电源控制应用。此集成电路中的功能有温度补偿电压参比、锯齿振荡器、误差放大器、脉宽调制器、脉冲计量和转向逻辑，以及两个高电流图腾柱输出，适用于在高速下驱动功率FET的电容。同时内部集成的保护功能包括软启动和欠电压锁闭、数字电流限制、双脉冲抑制、可调死区时间和用于单脉冲计量的数据锁存。所有数字控制端口均兼容TTL和B系列CMOS。有效低电平逻辑设计可实现硬接线OR联接，用于实现最大灵活性。此器件的多功能性可实现在无变压器或耦合了变压器的单端或推拉开关稳压器内的实施。
[0004]随着各行各业电子设备对电源变换器的大量需求，更要求走向小型化、一体化等方面发展。优化电路设计，使用最新的集成电路芯片SG3526N，可以设计出实现电路简洁，体积小，工作稳定，性价比高，适用范围广的电源变换器，满足光机高压电源、激光发生器、光谱分析的高压电源、工业控制领域等直流供电系统的需要。

技术实现思路

[0005]本技术正是为了解决上述技术问题而设计的一种基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，包括输入极性保护电路、输入限浪涌电路、输入滤波电路、DC/DC变换电路、输出整流电路、输出滤波电路和反馈网络；所述直流输入连接输入极性保护电路，输入极性保护电路连接输入限浪涌电路，输入限浪涌电路连接输入滤波电路，输入滤波电路连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路连接输出整流电路，输出整流电路连接输出滤波电路，经输出滤波电路给负载提供稳定的高压直流电源；
[0008]所述反馈网络输入通过检流电阻R13与输出滤波电路相连，反馈网络输出与DC/DC变换电路的PWM控制反馈控制端相连；与此同时反馈网络将输出滤波电路上电压波动信号经过运算放大器电路与DC/DC变换电路芯片反馈控制端相连，从而动态调节输出高压直流电压的稳定度。
[0009]所述DC/DC变换电路由SG3526控制芯片U3、变压器T1、功率管Q1/Q2及外围器件组成，其中所述PWM控制由SG3526控制芯片U3实现。变压器T1为高频变压器将前级能量传递给次级，SG3526控制芯片13、16脚的驱动信号经过两组Q3
‑
Q6图腾柱放大后经过驱动变压器隔离后驱动功率管Q1/Q2完成高频开关，开关频率由SG3526控制芯片9脚外接定时电阻及10脚外接的定时电容组成的RC振荡电路决定。
[0010]所述基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，所述输入极性保护电路包括二极管V3，所述输入限浪涌电路包括电阻RT1，所述输入滤波电路包括电容C1、C2、C3和C4；所述直流输入经输入极性保护电路的二极管V3后连接输入限浪涌电路；直流输入经输入极性保护电路V3后连接输入限浪涌电阻RT1，再连接输入滤波电路电容C1、C2、C3和C4后，再连接变压器T1初级线圈。
[0011]所述基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，所述输出整流电路包括三组桥式整流电路BT1、BT2和BT3，所述输出滤波电路包括滤波电容C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22和C23，以及输出滤波电感BL2、BL3、BL4和BL5；所述变压器T1次级三个绕组抽头分别连接三组桥式整流电路BT1、BT2和BT3，经桥式整流电路BT1输出给输出滤波电感BL2，再经输出滤波电容C16和C17输出稳定的直流电压V1o；经桥式整流电路BT2输出给输出滤波电感BL3，再经输出滤波电容C18和C19输出稳定的直流电压V2o；经桥式整流电路BT3输出给输出滤波电感BL4，再经输出滤波电容C20和C21输出稳定的直流电压V3o；三组直流电压V1o、V2o和V3o串联叠加后经输出滤波电感BL5，再经输出滤波电容C22和C24输出稳定的高压直流电压Vo。
[0012]所述基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，所述变压器T1次级采用的三组绕组经整流滤波后串联结构，每组电压最高输出200V，即电源最高可提供600V电压；以此类推，可通过增加次级绕组及外围电路单的元数量就可以输出多种高压直流电压。次级采用多组输出桥式整流电路、滤波电路后为后级负载提供稳定的高压直流电压，可以使得变压器设计更为简单，所得到的输出电压更高。
[0013]所述基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，所述变换器还包括前级限流保护电路，所述前级限流保护电路由变压器T2、电阻R8和桥式整流电路BT4组成；T2为检流变压器，电阻R8为采样信号假负载、桥式整流电路BT4为电流采样信号整流；在电源工作过程中为了限制前级电流对功率管Q1/Q2因过流造成损坏，变换器设计了前级限流电路，当电源正常工作过程中检流变压器T2实时监测流经前级电路的电流情况，T2次级感应电压信号经过BT4整流后得到直流电压送入SG3526的7脚限流比较器反相端，与6脚限流比较器同相端的基准电压进行比较，当正常情况下7脚电位低于6脚芯片内部限流电路不动作，当前级电流超过预置值后7脚电压高于6脚电压芯片内部限流电路动作，关闭驱动信号，从而保护前级电路元器件不会因为过流造成损伤。
[0014]所述基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，所述变换器还包括后级限流保护电路，同时检流电阻R13两端采样信号分别为Cs+/Cs
‑
，采样后分别送入运算放大器U2进行信号处理后经过光电耦合器V7反馈给SG3526电流监测端，组成后级限流保护电路。当输出电流超过预置值时，采样CS+升高，促使V7导通程度增大，SG3526在接到信号后会通过调整输出电压降低，从而起到限流作用。
[0015]所述基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，所述变换器包括集成电路
U1及其外围电路共同组成辅助供电电源，辅助供电电源提供两路12V辅助电压。其中U1选用的是美国PI公司的VIPER12集成控制芯片，辅助供电电路采用单端反激拓扑结构，同时通过“一主拖一辅”的电路结构，即电路通过反馈网络对主路进行稳压后，对应辅助绕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，包括输入极性保护电路、输入限浪涌电路、输入滤波电路、DC/DC变换电路、输出整流电路、输出滤波电路和反馈网络；其特征在于：直流输入连接输入极性保护电路，输入极性保护电路连接输入限浪涌电路，输入限浪涌电路连接输入滤波电路，输入滤波电路连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路连接输出整流电路，输出整流电路连接输出滤波电路，经输出滤波电路给负载提供稳定的高压直流电源；所述反馈网络输入通过检流电阻R13与输出滤波电路相连，反馈网络输出与DC/DC变换电路的PWM控制反馈控制端相连；所述DC/DC变换电路由SG3526控制芯片U3、变压器T1、功率管Q1/Q2及外围器件组成，其中所述PWM控制由SG3526控制芯片U3实现；变压器T1为高频变压器将前级能量传递给次级，SG3526控制芯片13、16脚的驱动信号经过两组Q3和Q4、Q5T Q6图腾柱放大后，经过驱动变压器隔离后驱动功率管Q1/Q2完成高频开关，开关频率由SG3526控制芯片9脚外接定时电阻及10脚外接的定时电容组成的RC振荡电路决定。2.根据权利要求1所述的基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，其特征在于：所述输入极性保护电路包括二极管V3，所述输入限浪涌电路包括电阻RT1，所述输入滤波电路包括电容C1、C2、C3和C4；所述直流输入经输入极性保护电路的二极管V3后连接输入限浪涌电路；直流输入经输入极性保护电路V3后连接输入限浪涌电阻RT1，再连接输入滤波电路电容C1、C2、C3和C4后，再连接变压器T1初级线圈。3.根据权利要求1所述的基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，其特征在于：所述输出整流电路包括三组桥式整流电路BT1、BT2和BT3，所述输出滤波电路包括滤波电容C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22和C23，以及输出滤波电感BL2、BL3、BL4和BL5；所述变压器T1次级三个绕组抽头分别连接三组桥式整流电路BT1、BT2和BT3，经桥式整流电路BT1输出给输出滤波电感BL2，再经输出滤波电容C16和C17输出稳定的直流电压V1o；经桥式整流电路BT2输出给输出滤波电感BL3，再经输出滤波电容C18和C19输出稳定的直流电压V2o；经桥式整流电路BT3输出给输出滤波电感BL4，再经输出滤波电容C20和C21输出稳定的直流电压V3o；三组直流电压V1o、V2o和V3o串联叠加后经输出滤波电感BL5，再经输出滤波电容C22和C24输出稳定的高压直流电压Vo。4.根据权利要求1或3所述的基于半桥电路拓扑的高压输出DC
‑
DC电源变换器，其特征在于：所述变压器T1次级采用的三组绕组经整流滤波后串联结构，每组电压最高输出200V，即电源最高可提供6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坤，黄宗有，逯宏坤，齐俊杰，
申请(专利权)人：航天长峰朝阳电源有限公司，
类型：新型
国别省市：