一種電壓變換的陣面電源電路的製作方法

2024-02-11 16:59:15 1

本發明涉及陣面電源的技術領域，尤其涉及了一種電壓變換的陣面電源電路。

背景技術：

隨著固態有源相控陣技術的快速發展和廣泛應用，為雷達系統研製各種陣面電源模塊已經成為非常迫切的需求。陣面電源的體積特別是對高度往往有嚴格的要求，電源的小型化、高功率密度化是未來陣面電源發展的趨勢和亟待解決的重要難題。陣面電源模塊一般採用300V直流母線供電，某些應用場合要求電源模塊能提供較高輸出電壓比如DC400V，對功率要求小但體積要求高。市面上出售的高壓電源都是大功率產品，體積較大，而中小功率DC/DC模塊為低壓/低壓變換或者高壓/低壓變換，像這種小型化高壓/高壓變換模塊由於應用面窄，需求量小，目前還沒有成熟產品。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：目前的中小功率高壓直流變換電源體積較大，無法滿足陣面實際需求。。

為解決上面的技術問題，本發明提供了一種電壓變換的陣面電源電路，該電源電路包括：輸入電路、變換電路、輸出電路、反饋電路；輸入電路、變換電路、輸出電路依次串聯；輸出電路、反饋電路、變換電路依次串聯；輸出電路、反饋電路、變換電路構成閉環迴路。

本發明的有益效果：選取最簡單的電路拓撲，所用元器件數量極少，因此可以將電源體積做小，實現小型化。

進一步，輸入電路包括濾波電容C1，濾波電容C1兩端分別接電源輸入端的正極和負極；變換電路包括變壓器T和控制晶片N，變壓器T原邊一端接控制晶片N，另一端接電源輸入端正極；控制晶片N一端接變壓器T原邊，一端接電源輸入端負極；輸出電路包括整流二極體V2；整流二極體V2一端接變壓器T副邊，另一端接電源輸出端正極，所述整流二極體V2的導通方向為自變壓器T至電源輸出端方向；反饋電路包括光耦E和可控精密穩壓源，所述光耦E包括：第一端、第二端、第三端、第四端；光耦E第一端接電源輸出端正極，第二端接可控精密穩壓源；可控精密穩壓源一端接光耦第二端，另一端接電源輸出端負極連接；光耦E第三端和第四端分別接到控制晶片N的使能端與源極端。

進一步，所述的變換電路還包括濾波電容C2和二極體V1；濾波電容C2一端接二極體V1，另一端接電源輸入端正極；二極體V1一端接濾波電容C2，另一端接控制晶片N；濾波電容C2還與電阻並聯。

有益效果：抑制開關管關斷時的漏極電壓尖峰。

進一步，所述的變換電路還包括：濾波電容C3，所述濾波電容C3一端接控制晶片N，另一端接電源輸入端負極。

進一步，所述的輸出電路還包括：濾波電容C4，所述濾波電容C4一端接整流二極體V2負極，另一端接電源輸出端負極；變壓器T副邊一端接整流二極體V2正極，另一端接電源輸出端負極。

進一步，可控精密穩壓源的陰極K和參考極R之間接入濾波電容C5組成補償網絡。

上述進一步的有益效果：有益效果是為誤差放大器提供相位補償。

進一步，光耦E第一端與電源輸出端正極之間串聯分壓電阻。

進一步，光耦E第一端與電源輸出端負極之間反接穩壓二極體V3。

有益效果是：用於電壓箝位，使得可控精密穩壓源和光耦E都工作在安全電壓下，避免被輸出高壓擊穿。

進一步，在電源輸出端的正負極之間串聯至少2個電阻；可控精密穩壓源的參考極R連接在相互串聯至少2個電阻之間；可控精密穩壓源的陽極A與電源輸出端的負極連接。

進一步，電源輸入端和電源輸出端均包括：接入共模電感或Y電容。

有益效果是：提高電源的EMI性能。

附圖說明

圖1為本發明的一種電壓變換的陣面電源電路示意圖；

圖2為本發明的一種電壓變換的陣面電源電路概要示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

如圖2所示，一種電壓變換的陣面電源電路，該電源電路包括：輸入電路、變換電路、輸出電路、反饋電路；輸入電路、變換電路、輸出電路依次串聯；輸出電路、反饋電路、變換電路依次串聯；輸出電路、反饋電路、變換電路構成閉環迴路。

輸入電路包括濾波電容C1，濾波電容C1兩端分別接電源輸入端的正極和負極；變換電路包括變壓器T和控制晶片N，變壓器T原邊一端接控制晶片N，另一端接電源輸入端正極；控制晶片N一端接變壓器T原邊，一端接電源輸入端負極；輸出電路包括整流二極體V2；整流二極體V2一端接變壓器T副邊，另一端接電源輸出端正極，所述整流二極體V2的導通方向為自變壓器T至電源輸出端方向；反饋電路包括光耦E和可控精密穩壓源，所述光耦E包括：第一端、第二端、第三端、第四端；光耦E第一端接電源輸出端正極，第二端接可控精密穩壓源；可控精密穩壓源一端接光耦第二端，另一端接電源輸出端負極連接；光耦E第三端和第四端分別接到控制晶片N的使能端與源極端。

具體實施例

如圖1所示，一種電壓變換的陣面電源電路，該電源電路包括：電容(C1、C2、C3、C4、C5)、控制晶片(N)、變壓器(T)、電阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)、二極體(V1、V2、V3)、光耦E、可控精密穩壓源(TL431)。

電源輸入端的正極與輸入濾波電容C1的一端、電阻R1和R2的一端、電容C2的一端以及變壓器T初級繞組的一端連接，電源輸入端的負極與輸入濾波電容C1的另一端、電容C3的一端、控制晶片N的d端、光耦E的S端連接，電阻R1的另一端與控制晶片N的a端和光耦E的M端連接，電阻R2的另一端、電容C2的另一端與二極體V1的負極連接，二極體V1的正極與變壓器T初級繞組的另一端和控制晶片N的b端連接，控制晶片N的c端與電容C3的另一端連接，變壓器T次級繞組的一端與二極體V2的正極連接，電源輸出的正極與二極體V2的負極、電容C4的一端、電阻R3和R6的一端連接，電源輸出的負極與變壓器T次級繞組的另一端、電容C4的另一端、二極體V3的正極、電阻R7的一端、可控精密穩壓源的A端連接，電阻R3的另一端與光耦E的O端、二極體V3的負極連接，光耦E的P端與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與可控精密穩壓源的K端、電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端與電容C5的一端連接，電容C5的另一端與電阻R6和R7的另一端、可控精密穩壓源的R端連接。

當電路開始工作時，控制晶片N內置的位於b端和d端之間的開關管導通，電流從電源輸入端正極經變壓器T的初級繞組流入控制晶片N的b端，最後從控制晶片N的d端返回電源輸入端負極，這構成了該電源的初級迴路。由於此時變壓器T的次級繞組上的感應電壓相對於整流二極體V2為反向電壓，因此次級繞組中無電流流通，這樣初級繞組的電流只是變壓器的勵磁電流，可認為只是給原邊電感儲能。

當控制晶片N內置的開關管關斷後，原邊電流為零，所有繞組的電壓極性反向，次級繞組使整流二極體V2導通，將儲存在變壓器中的能量傳遞到電源輸出端。

電阻R2與電容C2並聯後與二極體V1串聯，組成箝位電路，用於抑制開關管關斷時的漏極電壓尖峰。

電阻R1用於檢測輸入電壓，改變其阻值可以調整欠壓保護閾值。電容C3用於生成內部供電電源，另外改變其容值也可以調整過流保護閾值。

可控精密穩壓源和光耦E組成光耦隔離反饋電路，電阻R6、R7組成分壓器用來檢測輸出電壓，採樣電壓送到可控精密穩壓源的R端，當電源輸出電壓發生變化時，可控精密穩壓源的K端和A端之間的電壓也發生相應的變化，使得光耦E的初級電流和次級電流改變，這樣控制晶片N的a端電流相應改變，控制晶片N調節開關管的導通時間使得輸出電壓向相反方向變化，從而達到穩定輸出電壓的目的。電阻R5和電容C5組成補償網絡為誤差放大器提供相位補償。穩壓二極體V3十分關鍵，用於箝位光耦E的O端電壓，使得可控精密穩壓源和光耦E都工作在安全電壓下，避免被輸出高壓擊穿。

變壓器T在設計時應儘量減小漏感，以減輕開關管的電壓應力，變比也應選取一個合適的值，避免反射電壓過高損壞開關管，另外還應該注意匝間和原副邊之間的耐壓問題，與此相對應的是輸出整流二極體V2應選取高耐壓的快恢復二極體。

在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。