一種高壓高效率電源模塊的製作方法
2023-05-15 11:58:41 1
專利名稱：一種高壓高效率電源模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子技術領域，涉及一種電源模塊，尤其涉及高壓高效率電源模塊。
背景技術：
常規的電源模塊採用的集成電路多為塑封產品或陶瓷封裝的產品，電阻、集成電路多為直插或貼片，不僅體積較大，且工作溫度很多都達不到要求，功率密度也做不上去； 而且使用的都是硬開關技術，開關損耗都比較大，使得效率都達不到要求；另外，整個模塊工作溫度較低，只有 85°C，在某些特殊場合下，這種常規的電源根本無法滿足用戶的使用要求。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種高壓高效率電源模塊。本實用新型的目的可通過以下技術措施實現一種高壓高效率電源模塊，是由輸入濾波電路、控制電路、功率變換電路、輸出穩壓電路、整流濾波電路以及過流保護電路組成；所述輸入濾波電路的輸入端接輸入信號，輸出端接功率變換電路的輸入端；所述功率變換電路的輸出端接過流保護電路的輸入端和整流濾波電路的輸入端；所述過流保護電路的輸出端接控制電路輸入端；所述控制電路的輸出端接功率變換電路的輸入端；所述整流濾波電路的輸出端接輸出穩壓電路的輸入端；所述輸出穩壓電路的輸出端接控制電路的輸入端。所述輸入濾波電路由第一鎳電容、第二鎳電容、第三鎳電容和第一電感組成。其中第一鎳電容的一端接正輸入信號和第一電感的輸入端，另一端接負輸入信號；第二鎳電容與第三鎳電容並聯，一端接第一電感的輸出端，另一端接負輸入信號。所述的功率變換電路由第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第九電容及第一場效應管組成。第九電阻的一端接控制電路，另一端接第一場效應管的柵極；第十電阻並聯在第一場效應管的柵源極之間；第一場效應管的源極接整流濾波電路的輸入端，漏極接輸入濾波電路的輸出端；第十一電阻與第九電容串聯，一端接控制電路，另一端接整流濾波電路的輸入端。所述整流濾波電路由第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻，第十一電容、第十二電容，第二電感、第四鎳電容及第二場效應管組成。第十三電阻的一端接控制電路，另一端接第二場效應管的柵極；第十四電阻並聯在第二場效應管的柵源極之間；第十五電阻與第十一電容串聯，一端接第二電感的輸入端，另一端接地；第二電感的輸入端接功率變換電路，另一端接電源輸出端；第四鎳電容與第十二電容並聯在整流濾波電路輸出端和地之間； 第二場效應管的漏極接功率變換電路。所述的輸出穩壓電路由第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻，第四電容、第五電容、第六電容組成。第五電容的一端接控制電路，另一端接第七電阻；第四電阻與第四電容串聯後並接在第五電容的兩端；第六電阻的一端接控制電路，另一端接整流濾波電路的輸出端；第七電阻與第六電容串聯後並接在第六電阻的兩端；第五電阻的一端接第六電阻，另一端接地。所述控制電路由第一晶片，第一電阻、第二電阻、第三電阻，第一電容、第二電容、 第三電容、第八電容、第十電容，第一二極體組成。第一電阻的一端接第一晶片，另一端接輸入濾波電路的輸出端；第二電阻的一端接第一晶片，另一端接第一電容及第一二極體的陰極；第一二極體的陽級接整流濾波電路；第一電容的另一端接地；第三電阻、第二電容、第三電容的一端分別接第一晶片，另一端接地；第八電容的一端接第一晶片，另一端接地；第十電容的一端接第一晶片，另一端接地。所述的過流保護電路由第八電阻、第十二電阻、第七電容組成。第八電阻與第七電容並聯，一端接輸入濾波電路的輸出端，另一端接控制電路；第十二電阻一端接控制電路， 另一端接功率變換電路。本實用新型的原理輸入電壓經輸入濾波電路後分別給控制電路內部的啟動電路和功率變換電路，啟動電路給控制電路內部的脈寬調製器提供電源；脈寬調製器產生高頻脈衝信號，該信號控制功率變換電路中的開關管的導通、截止，從而把輸入直流電壓變換成高頻脈衝電壓，經整流濾波電路後輸出電壓；輸出電壓再經穩壓電路調控高頻脈衝信號的寬度後，輸出穩定電壓。本實用新型相對於現有技術具有以下有益效果1、集成度高，體積小。2、效率高，功率密度大本申請使用通態電阻極低的專用功率同步整流管，其導通壓降比普通二極體小的多(普通二極體壓降0. 7V;同步整流管0. IV)，所以降低了整流損耗，提高了效率。3、工作溫度範圍寬工作溫度範圍為-55 +125°C。
圖1為本實用新型的結構框圖；圖2為本實用新型的電路結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明。參照圖1，一種高壓高效率電源模塊，是由輸入濾波電路、控制電路、功率變換電路、輸出穩壓電路、整流濾波電路以及過流保護電路組成；輸入濾波電路的輸入端接輸入信號，輸出端接功率變換電路的輸入端；功率變換電路的輸出端接過流保護電路的輸入端和整流濾波電路的輸入端；過流保護電路的輸出端接控制電路輸入端；控制電路的輸出端接功率變換電路的輸入端；整流濾波電路的輸出端接輸出穩壓電路的輸入端；輸出穩壓電路的輸出端接控制電路的輸入端。上述各電路的具體結構參照圖2。輸入濾波電路由第一鎳電容CN1、第二鎳電容CN2、第三鎳電容CN3和第一電感Ll 組成。其中第一鎳電容CNl的一端接正輸入信號和第一電感Ll的輸入端，另一端接負輸入信號；第二鎳電容CN2與第三鎳電容CN3並聯，一端接第一電感Ll的輸出端，另一端接負輸入信號。功率變換電路由第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第九電容C9及第一場效應管Ql組成；第九電阻R9的一端接控制電路，另一端接第一場效應管Ql的柵極；第十電阻RlO並聯在第一場效應管Ql的柵源極之間；第一場效應管Ql的源極接整流濾波電路的輸入端，漏極接輸入濾波電路的輸出端；第十一電阻Rll與第九電容C9串聯，一端接控制電路，另一端接整流濾波電路的輸入端。整流濾波電路由第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15，第i^一電容 C11、第十二電容C12，第二電感L2、第四鎳電容CN4及第二場效應管Q2組成。第十三電阻 R13的一端接控制電路，另一端接第二場效應管Q2的柵極；第十四電阻R14並聯在第二場效應管Q2的柵源極之間；第十五電阻R15與第十一電容Cll串聯，一端接第二電感L2的輸入端，另一端接地；第二電感L2的輸入端接功率變換電路，另一端接電源輸出端；第四鎳電容CN4與第十二電容C12並聯在整流濾波電路輸出端和地之間；第二場效應管Q2的漏極接功率變換電路。輸出穩壓電路由第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7，第四電容 C4、第五電容C5、第六電容C6組成。第五電容C5的一端接控制電路，另一端接第七電阻R7 ； 第四電阻R4與第四電容C4串聯後並接在第五電容C5的兩端；第六電阻R6的一端接第七電阻R7，另一端接整流濾波電路的輸出端；第七電阻R7與第六電容C6串聯後並接在第六電阻R6的兩端；第五電阻R5的一端接第六電阻R6，另一端接地。控制電路由第一晶片IC1，第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3，第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第八電容C8、第十電容C10，第一二極體Dl組成。第一電阻Rl的一端接第一晶片IC1，另一端接輸入濾波電路的輸出端；第二電阻R2的一端接第一晶片IC1， 另一端接第一電容Cl及第一二極體Dl的陰極；第一二極體Dl的陽級接整流濾波電路；第一電容Cl的另一端接地；第三電阻R3、第二電容C2、第三電容C3的一端分別接第一晶片 IC1，另一端接地；第八電容C8的一端接第一晶片IC1，另一端接地；第十電容ClO的一端接第一晶片IC1，另一端接地。所述的過流保護電路由第八電阻R8、第十二電阻R12、第七電容C7組成；第八電阻 R8與第七電容C7並聯，一端接輸入濾波電路的輸出端，另一端接控制電路；第十二電阻R12 一端接控制電路，另一端接功率變換電路。上述各元器件的選擇圖2中ICl為集成電路晶片，其型號為TPS40055 ；Ql為N溝道開關管，其型號為IRLROM ；Q2為N溝道同步整流管，其型號為IRLR3110。
權利要求1.一種高壓高效率電源模塊，其特徵在於是由輸入濾波電路、控制電路、功率變換電路、輸出穩壓電路、整流濾波電路以及過流保護電路組成；所述輸入濾波電路的輸入端接輸入信號，輸出端接功率變換電路的輸入端；所述功率變換電路的輸出端接過流保護電路的輸入端和整流濾波電路的輸入端；所述過流保護電路的輸出端接控制電路輸入端；所述控制電路的輸出端接功率變換電路的輸入端；所述整流濾波電路的輸出端接輸出穩壓電路的輸入端；所述輸出穩壓電路的輸出端接控制電路的輸入端。
2.如權利要求1高壓高效率電源模塊，其特徵在於所述輸入濾波電路由第一鎳電容 (CN1)、第二鎳電容(CN2)、第三鎳電容(CN3)和第一電感(Li)組成；其中第一鎳電容(CNl) 的一端接正輸入信號和第一電感(Li)的輸入端，另一端接負輸入信號；第二鎳電容(CN2) 與第三鎳電容(CN3)並聯，一端接第一電感(Li)的輸出端，另一端接負輸入信號。
3.如權利要求1所述高壓高效率電源模塊，其特徵在於所述的功率變換電路由第九電阻(R9)、第十電阻(R10)、第i^一電阻(R11)、第九電容(C9)及第一場效應管(Ql)組成； 第九電阻(R9)的一端接控制電路，另一端接第一場效應管(Ql)的柵極；第十電阻(RlO)並聯在第一場效應管(Ql)的柵源極之間；第一場效應管(Ql)的源極接整流濾波電路的輸入端，漏極接輸入濾波電路的輸出端；第十一電阻(Rll)與第九電容(C9)串聯，一端接控制電路，另一端接整流濾波電路的輸入端。
4.如權利要求1所述高壓高效率電源模塊，其特徵在於所述整流濾波電路由第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)、第十五電阻(R15)，第i^一電容(C11)、第十二電容(C12)，第二電感(L2)、第四鎳電容(CN4)及第二場效應管(Q2)組成；第十三電阻(R13)的一端接控制電路，另一端接第二場效應管(Q2)的柵極；第十四電阻(R14)並聯在第二場效應管(Q2) 的柵源極之間；第十五電阻(R15)與第十一電容(Cll)串聯，一端接第二電感(L2)的輸入端，另一端接地；第二電感(L2)的輸入端接功率變換電路，另一端接整流濾波電路輸出端； 第四鎳電容(CN4)與第十二電容(C12)並聯在整流濾波電路輸出端和地之間；第二場效應管(Q2)的漏極接功率變換電路。
5.如權利要求1所述高壓高效率電源模塊，其特徵在於所述的輸出穩壓電路由第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)，第四電容(C4)、第五電容(C5)、 第六電容(C6)組成；第五電容(C5)的一端接控制電路，另一端接第七電阻(R7)；第四電阻 (R4)與第四電容(C4)串聯後並接在第五電容(C5)的兩端；第六電阻(R6)的一端接第七電阻(R7)，另一端接整流濾波電路的輸出端；第七電阻(R7)與第六電容(C6)串聯後並接在第六電阻(R6)的兩端；第五電阻(R5)的一端接第六電阻(R6)，另一端接地。
6.如權利要求1所述高壓高效率電源模塊，其特徵在於所述控制電路由第一晶片 (IC1)，第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)，第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第八電容(C8)、第十電容(C10)，第一二極體(Dl)組成；第一電阻(Rl)的一端接第一晶片(IC1)，另一端接輸入濾波電路的輸出端；第二電阻(R2)的一端接第一晶片 (IC1)，另一端接第一電容(Cl)及第一二極體(Dl)的陰極；第一二極體(Dl)的陽級接整流濾波電路；第一電容(Cl)的另一端接地；第三電阻(R3)、第二電容(C2)、第三電容(C3)的一端分別接第一晶片(IC1)，另一端接地；第八電容(C8)的一端接第一晶片(IC1)，另一端接地；第十電容(ClO)的一端接第一晶片(IC1)，另一端接地。
7.如權利要求1所述高壓高效率電源模塊，其特徵在於所述的過流保護電路由第八電阻(R8)、第十二電阻(R12)、第七電容(C7)組成；第八電阻(R8)與第七電容(C7)並聯，一端接輸入濾波電路的輸出端，另一端接控制電路；第十二電阻(們2) —端接控制電路，另一端接功率變換電路。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓高效率電源模塊，是由輸入濾波電路、控制電路、功率變換電路、輸出穩壓電路、整流濾波電路以及過流保護電路組成。輸入電壓經輸入濾波電路後分別給控制電路內部的啟動電路和功率變換電路，啟動電路給控制電路內部的脈寬調製器提供電源；脈寬調製器產生高頻脈衝信號，該信號控制功率變換電路中的開關管的導通、截止，從而把輸入直流電壓變換成高頻脈衝電壓，經整流濾波電路後輸出電壓；輸出電壓再經穩壓電路調控高頻脈衝信號的寬度後，輸出穩定電壓。本實用新型具有集成度高、工作溫度範圍寬，效率高、體積小、功率密度大等優點。
文檔編號H02M3/335GK202268806SQ201120347958
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者呂鵬濤, 王慧梅, 陳宏亮, 黃小偉 申請人:天水七四九電子有限公司, 天水華天微電子股份有限公司