一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，包括输入EMI滤波电路、电压电流尖峰抑制电路、掉电保持电路、反激有源钳位功率变换电路、平面功率变压器、同步整流电路、输出滤波电路、信号采样电路、反激ZVS控制电路、半桥驱动电路、输入电压隔离采样电路和辅助电源电路，输入EMI滤波电路、电压电流尖峰抑制电路、掉电保持电路、反激有源钳位功率变换电路、平面功率变压器、同步整流电路、输出滤波电路、信号采样电路和反激ZVS控制电路依次连接；反激有源钳位功率变换电路、反激ZVS控制电路和半桥驱动电路依次首尾连接形成环路；本发明专利技术的电源实现了ZVS软开关控制，满足了特殊供电特性，提升了电磁兼容特性，提高了功率密度。提高了功率密度。提高了功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源


[0001]本专利技术属于电磁兼容和软开关功率变换
，具体涉及一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源。

技术介绍

[0002]目前DC
‑
DC电源模块广泛应用于国防、航空航天、兵器等领域，随着武器装备发展的升级换代，对电源模块的电磁兼容特性、供电特性和功率密度提出了更高、更复杂的要求。
[0003]目前，武器装备所用电源模块大多为单一的功率变换功能，功率密度较低，无集成的外围电磁干扰抑制组件，不能满足特殊供电特性要求，不能完全适应武器装备对小体积尺寸和优良电磁兼容特性的需求，同时，以电源模块为核心的电磁兼容治理技术、高功率密度技术和国外相比还相对落后，结合实际应用中电磁兼容和空间尺寸限制等突出问题，特别是以电磁干扰抑制、电压电流尖峰抑制、拓扑控制抑制、供电特性和高功率密度电源技术为核心而集成的产品方案较少。为满足实际场景应用，解决用户反馈需求，研究形势相当迫切。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，以针对解决现有技术存在的无集成的外围电磁干扰抑制组件不能满足特殊供电特性要求的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案包括：一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，包括输入EMI滤波电路、电压电流尖峰抑制电路、掉电保持电路、反激有源钳位功率变换电路、平面功率变压器、同步整流电路、输出滤波电路、信号采样电路、反激ZVS控制电路、半桥驱动电路、输入电压隔离采样电路和辅助电源电路，其中，所述输入EMI滤波电路、电压电流尖峰抑制电路、掉电保持电路、反激有源钳位功率变换电路、平面功率变压器、同步整流电路、输出滤波电路、信号采样电路和反激ZVS控制电路依次连接；所述反激有源钳位功率变换电路、反激ZVS控制电路和半桥驱动电路依次首尾连接形成环路；所述掉电保持电路还连接输入电压隔离采样电路；所述辅助电源电路分别连接输入电压隔离采样电路、反激ZVS控制电路和半桥驱动电路。
[0006]进一步的，所述输入EMI滤波电路包括双向瞬态抑制二极管Z4、差模电感XL8、共模电感COML1、共模电容C75、差模电容C76、差模电容C77、差模电容C78和共模电容C79；其中，所述双向瞬态抑制二极管Z4、差模电容C78、共模电感COML1、差模电容C76、由共模电容C75及共模电容C79组成的串联电路以及差模电容C77依次并联在输入EMI滤波电路的两个输入端+VIN0、PGND0上，输入EMI滤波电路的两个输出端为+VIN1、PGND1；同时，在由共模电容C75和共模电容C79组成的串联电路与差模电容C77之间设置有差模电感XL8。
[0007]进一步的，所述电压电流尖峰抑制电路包括二极管Z10、保险管FS1、功率场管Q12、电阻R77、电阻R78、电容C86、二极管Z11、电阻R79、电阻R80、电容C84、电容C85和电容C83；其
中，由电阻R77、电阻R78、电容C86及二极管Z11组成驱动延时网络；二极管Z10、电容C84、电容C85和驱动延时网络依次并联在输入EMI滤波电路的两个输出端+VIN1、PGND1上，电阻R77、电阻R78一端分别连接输入EMI滤波电路的输出端+VIN1，它们的另一端与二极管Z11、电容C86和功率场管Q12的栅极共同连接，电容C86另一端、二极管Z11另一端均连接电压电流尖峰抑制电路的输出端PGND1和功率场管Q12的漏极；电阻R79和电阻R80分别并联在功率场管Q12的漏极和源极两端之间；在二极管Z10和电容C84之间设有保险管FSI；电容C83一端连接电压电流尖峰抑制电路的输出端+VIN2，另一端连接公共端PGND2端和功率场管Q12的漏极，电压电流尖峰抑制电路的输出和掉电保持电路的输出端均连接公共端PGND2。
[0008]进一步的，所述掉电保持电路包括功率二极管D27、储能电容C100、储能电容C101和储能电容C102；其中，所述电压电流尖峰抑制电路的输出端+VIN2与掉电保持电路的输出端+VIN3之间依次接入功率二极管D27、储能电容C100一端、储能电容C101一端和储能电容C102一端，储能电容C100另一端、储能电容C101另一端和储能电容C102另一端均连接公共端PGND2。
[0009]进一步的，所述反激有源钳位功率变换电路包括功率场管Q1、二极管DQ1、电容CQ1、功率场管Qc、二极管DQc、电容CQc、谐振电容Cc、变压器初级漏感Lr、变压器初级激磁电感Lm、电容C01；其中，所述功率场管Qc的漏极与谐振电容Cc一端、二极管DQc一端和电容CQc一端共同连接；功率场管Qc的源极与二极管DQc另一端、谐振电容Cc另一端、功率场管Q1的漏极、变压器初级激磁电感Lm一端、二极管DQ1一端和电容CQ1一端共同连接，该连接点作为反激有源钳位功率变换电路的输入端G2端连接半桥驱动电路；功率场管Qc的栅极接G1端，G1端作为反激有源钳位功率变换电路的一个输入端连接半桥驱动电路；谐振电容Cc另一端与变压器初级漏感Lr一端、电容C01一端共同连接，该公共连接端作为反激有源钳位功率变换电路的一个输入端与掉电保持电路的输出端+VIN3连接，电容C01另一端接公共端PGND2端；所述功率场管Q1的源极与二极管DQ1另一端、电容CQ1另一端、电流采样电阻RS1一端、电流采样电阻RS2一端共同连接，该连接点作为反激有源钳位功率变换电路的一个输出端P
‑
CS端连接反激ZVS控制电路，电流采样电阻RS1另一端、电流采样电阻RS2另一端公共端PGND2端；功率场管Q1的栅极接G3端，G3端作为反激有源钳位功率变换电路的一个输入端连接半桥驱动电路。
[0010]进一步的，所述同步整流电路包括功率场管Q10、同步整流驱动芯片IC1、场管驱动电路电阻R4、场管驱动电路电阻R5、供电脚电容C7以及同步整流驱动芯片外围控制电路中的电阻R3、电阻R7、电阻R8；其中，所述同步整流芯片IC1的1脚接场管驱动电路电阻R4一端，场管驱动电路电阻R4另一端与场管驱动电路电阻R5一端、功率场管Q10栅极共同连接，场管驱动电路电阻R5另一端接输出地SGND端，同步整流芯片IC1的2脚与供电脚电容C7一端、功率场管Q10的源极共同连接，该连接点作为同步整流电路的输出端连接输出滤波电路；同步整流芯片IC1的3脚接功率场管Q10的漏极，该连接点作为同步整流的输入端连接平面功率变压器的输出端VDS；同步整流芯片IC1的4脚接电阻R7一端；同步整流芯片IC1的5脚接电阻R8一端，电阻R8另一端接电阻R7另一端到输出地SGND端；同步整流芯片IC1的6脚与供电脚电容C7另一端、电阻R3一端共同连接，电阻R3另一端连接所述输出滤波电路；所述输出滤波电路包括滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3和电感XL1，其中，所述滤波电容C2一端、滤波电容C3一端、滤波电容C1一端、电感XL1一端共同连接，该连接点作
为输出滤波电路的一个输入端+VO1连接平面功率变压器的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，其特征在于，包括输入EMI滤波电路、电压电流尖峰抑制电路、掉电保持电路、反激有源钳位功率变换电路、平面功率变压器、同步整流电路、输出滤波电路、信号采样电路、反激ZVS控制电路、半桥驱动电路、输入电压隔离采样电路和辅助电源电路，其中，所述输入EMI滤波电路、电压电流尖峰抑制电路、掉电保持电路、反激有源钳位功率变换电路、平面功率变压器、同步整流电路、输出滤波电路、信号采样电路和反激ZVS控制电路依次连接；所述反激有源钳位功率变换电路、反激ZVS控制电路和半桥驱动电路依次首尾连接形成环路；所述掉电保持电路还连接输入电压隔离采样电路；所述辅助电源电路分别连接输入电压隔离采样电路、反激ZVS控制电路和半桥驱动电路。2.如权利要求1所述的电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，其特征在于，所述输入EMI滤波电路包括双向瞬态抑制二极管Z4、差模电感XL8、共模电感COML1、共模电容C75、差模电容C76、差模电容C77、差模电容C78和共模电容C79；其中，所述双向瞬态抑制二极管Z4、差模电容C78、共模电感COML1、差模电容C76、由共模电容C75及共模电容C79组成的串联电路以及差模电容C77依次并联在输入EMI滤波电路的两个输入端+VIN0、PGND0上，输入EMI滤波电路的两个输出端为+VIN1、PGND1；同时，在由共模电容C75和共模电容C79组成的串联电路与差模电容C77之间设置有差模电感XL8。3.如权利要求2所述的电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，其特征在于，所述电压电流尖峰抑制电路包括二极管Z10、保险管FS1、功率场管Q12、电阻R77、电阻R78、电容C86、二极管Z11、电阻R79、电阻R80、电容C84、电容C85和电容C83；其中，由电阻R77、电阻R78、电容C86及二极管Z11组成驱动延时网络；二极管Z10、电容C84、电容C85和驱动延时网络依次并联在输入EMI滤波电路的两个输出端+VIN1、PGND1上，电阻R77、电阻R78一端分别连接输入EMI滤波电路的输出端+VIN1，它们的另一端与二极管Z11、电容C86和功率场管Q12的栅极共同连接，电容C86另一端、二极管Z11另一端均连接电压电流尖峰抑制电路的输出端PGND1和功率场管Q12的漏极；电阻R79和电阻R80分别并联在功率场管Q12的漏极和源极两端之间；在二极管Z10和电容C84之间设有保险管FSI；电容C83一端连接电压电流尖峰抑制电路的输出端+VIN2，另一端连接公共端PGND2端和功率场管Q12的漏极，电压电流尖峰抑制电路的输出和掉电保持电路的输出端均连接公共端PGND2。4.如权利要求3所述的电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，其特征在于，所述掉电保持电路包括功率二极管D27、储能电容C100、储能电容C101和储能电容C102；其中，所述电压电流尖峰抑制电路的输出端+VIN2与掉电保持电路的输出端+VIN3之间依次接入功率二极管D27、储能电容C100一端、储能电容C101一端和储能电容C102一端，储能电容C100另一端、储能电容C101另一端和储能电容C102另一端均连接公共端PGND2。5.如权利要求4所述的电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，其特征在于，所述反激有源钳位功率变换电路包括功率场管Q1、二极管DQ1、电容CQ1、功率场管Qc、二极管DQc、电容CQc、谐振电容Cc、变压器初级漏感Lr、变压器初级激磁电感Lm、电容C01；其中，所述功率场管Qc的漏极与谐振电容Cc一端、二极管DQc一端和电容CQc一端共同连接；功率场管Qc的源极与二极管DQc另一端、谐振电容Cc另一端、功率场管Q1的漏极、变压器初级激磁电感Lm一端、二极管DQ1一端和电容CQ1一端共同连接，该连接点作为反激有源钳位功率变换电路的输入端G2端连接半桥驱动电路；功率场管Qc的栅极接G1端，G1端作为反激有源钳位功率变换电路的一个输入端连接半桥驱动电路；谐振电容Cc另一端与变压器初级漏感Lr一端、电
容C01一端共同连接，该公共连接端作为反激有源钳位功率变换电路的一个输入端与掉电保持电路的输出端+VIN3连接，电容C01另一端接公共端PGND2端；所述功率场管Q1的源极与二极管DQ1另一端、电容CQ1另一端、电流采样电阻RS1一端、电流采样电阻RS2一端共同连接，该连接点作为反激有源钳位功率变换电路的一个输出端P
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CS端连接反激ZVS控制电路，电流采样电阻RS1另一端、电流采样电阻RS2另一端公共端PGND2端；功率场管Q1的栅极接G3端，G3端作为反激有源钳位功率变换电路的一个输入端连接半桥驱动电路。6.如权利要求5所述的电磁干扰抑制的ZVS控制型模块电源，其特征在于，所述同步整流电路包括功率场管Q10、同步整流驱动芯片IC1、场管驱动电路电阻R4、场管驱动电路电阻R5、供电脚电容C7以及同步整流驱动芯片外围控制电路中的电阻R3、电阻R7、电阻R8；其中，所述同步整流芯片IC1的1脚接场管驱动电路电阻R4一端，场管驱动电路电阻R4另一端与场管驱动电路电阻R5一端、功率场管Q10栅极共同连接，场管驱动电路电阻R5另一端接输出地SGND端，同步整流芯片IC1的2脚与供电脚电容C7一端、功率场管Q10的源极共同连接，该连接点作为同步整流电路的输出端连接输出滤波电路；同步整流芯片IC1的3脚接功率场管Q10的漏极，该连接点作为同步整流的输入端连接平面功率变压器的输出端VDS；同步整流芯片IC1的4脚接电阻R7一端；同步整流芯片IC1的5脚接电阻R8一端，电阻R8另一端接电阻R7另一端到输出地SGND端；同步整流芯片IC1的6脚与供电脚电容C7另一端、电阻R3一端共同连接，电阻R3另一端连接所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柯，王小兰，张朝阳，杜琛，
申请(专利权)人：陕西中科天地航空模块有限公司，
类型：发明
国别省市：