一種dc-dc模塊電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種DC-DC模塊電源，包括機殼和位于機殼內的電路主板，所述的電路主板包括原邊電路和次邊電路；所述的原邊電路包括功率變換電路、原邊驅動電路和原邊控制電路；功率變換電路采用高頻功率開關，通過變壓器，把185～340VDC的輸入直流電壓變換成9V低壓直流輸出電壓；所述次邊電路包括同步整流電路、次邊驅動電路、次邊控制電路和隔離開關；同步整流電路采用同步整流開關做同步整流，經過輸出濾波器，把低壓功率脈沖變成平滑9VDC通過陽極匯流結構和陰極匯流結構輸出。本發(fā)明主板布置合理、結構緊湊，具有體積小、可靠性高、散熱性能好、抗干擾能力強、隔離度高等優(yōu)點，主要應用于通信、航空航天、兵裝等領域。
【專利說明】—種DC-DC模塊電源

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種模塊電源，特別是涉及一種大功率軍用DC-DC模塊電源。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭，離不開軍事通信。在軍事通信裝備，尤其是野戰(zhàn)通信裝備中，電源是其“心臟”、“糧食”。通信電源性能的好壞，質量的優(yōu)劣，直接影響到通信裝備效能的發(fā)揮和對部隊的指揮控制及信息傳遞。因此，電源是通信裝備的關鍵配套產品與極重要的技術基礎。
[0003]DC-DC模塊電源被廣泛應用于部隊、雷達、導航、航空、航天、航海、艦艇及軍用電子電氣設備、醫(yī)療、車載設備、鐵路、電力等領域。在使用時，根據(jù)系統(tǒng)對工作電壓和輸出功率的要求，選擇適當?shù)腄C-DC模塊電源的個數(shù)，通過多個DC-DC模塊電源組接在一起，形成功率密度高、轉換效率高的電源模塊，其結構緊湊。
[0004]在需要大功率供電需求時，通常的處理方式是將多個模塊電源串接在一起，傳統(tǒng)的模塊電源在經過多個模塊電源單元串聯(lián)后匯流并與外部連接，其接線較多，顯得模塊電源內部雜亂，導致結構的穩(wěn)定性降低，導電性將會受到影響，并且產生功率疊加作用，密度高，容易造成模塊電源殼體內部熱量排出受阻，久而久之，使得壽命大幅度降低。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種DC-DC模塊電源。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種DC-DC模塊電源，它包括機殼和位于機殼內的電路主板,所述的電路主板包括原邊電路和次邊電路；所述的原邊電路包括功率變換電路、原邊驅動電路和原邊控制電路；功率變換電路采用高頻功率開關A(PSW1?PSW4)，通過變壓器Tl，把185?340VDC的輸入直流電壓變換成低壓功率脈沖，原邊驅動電路為聞頻功率開關A提供幅度為10?12V的驅動脈沖，原邊控制電路由PWM (脈寬調制)芯片和其它輔助芯片、器件組成；所述次邊電路包括同步整流電路、次邊驅動電路、次邊控制電路和隔離開關；同步整流電路采用高頻功率開關B (SSWfSSW4)做同步整流，經過L1、Cl輸出濾波，把低壓功率脈沖變成平滑9VDC通過陽極匯流結構和陰極匯流結構輸出，次邊驅動電路為高頻功率開關B提供幅度為5?6V的驅動脈沖，次邊控制電路為次邊驅動電路提供控制脈沖、為原邊控制電路提供正確的輸出電壓誤差調節(jié)信息、向均流控制總線LS提供“多模塊并機均流控制”的控制信息、提供正確的“Oring”控制信號以控制隔離開關的動作。
[0007]所述的驅動脈沖的上升沿寫45ns。
[0008]所述的驅動脈沖的下降沿蘭65ns。
[0009]所述的電路主板還包括一個供電電路，所述的供電電路具有4路不同輸出電壓，電氣上與其他電路隔離，為電路主板上各部分電路提供工作電壓。
[0010]所述的電路主板還包括一個隔離電路，所述的隔離電路為原邊電路和次邊電路提供具有電氣隔離性能的信號傳遞通道。
[0011 ] 所述的電路主板還包括一個狀態(tài)監(jiān)控電路，狀態(tài)監(jiān)控電路與次邊控制電路連接，次邊控制電路為狀態(tài)監(jiān)控電路提供輸出電壓、輸出電流、板溫、機架溫度的模擬電信號，狀態(tài)監(jiān)控電路將這些模擬電信號進行A/D數(shù)字化處理，狀態(tài)監(jiān)控電路通過通訊接口與外部監(jiān)控機連接，傳輸輸出電壓、輸出電流、板溫、機架溫度信息。
[0012]所述的聞頻功率開關A和聞頻功率開關B均為全橋聞頻功率開關。
[0013]所述的通訊接口為RS485接口。
[0014]所述的變壓器Tl的結構是一種多磁芯變壓器板上結構，包括電路板9、多個磁芯變壓器單元16和固定凸起17，電路板9上開設有多個與磁芯變壓器單元16相匹配的通孔，磁芯變壓器單元16固定在通孔內，磁芯變壓器單元16的一側設置有引腳19，引腳19與電路板9上的電路連接，每個磁芯變壓器單元16的兩側均設置有向內凹的限位凹槽18，固定凸起17設置在安裝電路板9的殼體內側，限位凹槽18與固定凸起17緊密配合；多個磁芯變壓器單元16并聯(lián)安裝在電路板9上。
[0015]所述的固定凸起17包括基臺20和隔離層21，基臺20與安裝電路板9的殼體一體成型，隔離層21粘接在基臺20上，隔離層21的另一面壓緊在電路板9上。
[0016]所述的隔離層21為導熱硅膠。
[0017]所述的隔離開關包括隔離電路、隔離控制電路A和隔離控制電路B，隔離控制電路A和隔離控制電路B的輸出經控制開關Q2與隔離電路的控制輸入連接。
[0018]所述的隔離電路由多個隔離MOS管并聯(lián)組成，隔離MOS管的源極與模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+連接，隔離MOS管的漏極與母線電壓VOUT+連接，隔離MOS管的柵極與控制開關Q2的控制輸出連接，控制開關Q2的柵極與隔離控制電路A和隔離控制電路B的控制輸出端連接。
[0019]所述隔離控制電路A包括運算放大器U1、開關控制管Ql-Α、由電阻R4和電阻R5組成的分壓網絡A和由電阻R6、電阻R7和電阻R8組成的分壓網絡B，母線電壓VOUT+通過分壓網絡B與運算放大器Ul的同向輸入端連接，模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+通過分壓網絡A與運算放大器Ul的反向輸入端連接，運算放大器Ul的輸出端與同向輸入端通過電阻R9連接組成了正反饋，運算放大器Ul的輸出端與控制開關Q2的柵極連接，開關控制管Ql-A的基極與外部控制信號HE連接，開關控制管Ql-A的集電極與運算放大器Ul的反向輸入端連接，開關控制管Ql-A的發(fā)射極對地連接。
[0020]所述的隔離控制電路B包括開關控制芯片U3和開關控制管Ql-Β，開關控制芯片U3的同向輸入端+IN通過匹配電阻RlO與模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+連接，開關控制芯片U3的反向輸入端-1NS通過限流電阻Rl5與母線電壓VOUT+連接，開關控制芯片U3的輸出端OUT通過串聯(lián)的隔離二極管D3和運算放大器Ul的同向輸入端連接，開關控制管Ql-B的基極與外部控制信號PG連接，開關控制管Ql-B的集電極與開關控制芯片U3的輸出端OUT連接，開關控制管Ql-A的發(fā)射極對地連接。
[0021]所述的開關控制芯片U3的型號為LIN-LTC6102-1。
[0022]所述的隔離開關還包括一個升壓電路，升壓電路與隔離MOS管的柵極連接，升壓電路還通過控制開關Q2的漏極對地連接。
[0023]所述的升壓電路包括升壓控制芯片U2、升壓電感LI，隔離二極管D7和限流電阻R17，升壓控制芯片U2的電壓輸入端VIN與內部工作電壓VCC連接，升壓控制芯片U2的開關端SW與升壓電感LI的輸出端連接，升壓電感LI的輸入端與內部工作電壓VCC連接，升壓電感LI的輸出端還與隔離二極管D7的正極連接，隔離二極管D7的負極經限流電阻R17與隔離MOS管的柵極和控制開關Q2的漏極連接，升壓控制芯片U2的反饋端FB與由R18、R19組成的分壓網絡的中點連接，分壓網絡的一端與隔離二極管D7的負極連接，另一端對地連接。
[0024]所述的隔離開關還包括一個續(xù)流二極管D6，續(xù)流二極管D6正極對地連接，續(xù)流二極管D6負極與母線電壓VOUT+連接。
[0025]所述的次邊控制電路包括一個大電流檢測電路，它包括電流檢測芯片、溫度補償元件、電流檢測元件和輸出電路，電流檢測元件串聯(lián)在模塊電源的輸出回路中，電流檢測元件的兩端分別與電流檢測芯片的輸入端連接，溫度補償元件串聯(lián)在電流檢測元件與電流檢測芯片之間，電流檢測芯片的輸出與輸出電路連接。
[0026]所述的電流檢測芯片為LIN-LTC6102。
[0027]所述的電流檢測元件串聯(lián)在模塊電源的輸出回路中，電流檢測元件的一端與電流檢測芯片的正向輸入端+IN連接，電流檢測元件的另一端通過溫度補償元件與電流檢測芯片的反相輸入端-1NS和-1NF連接。
[0028]所述的電流檢測元件為采用無氧銅作為材料制作成的卡爾文式小體積電流檢測電阻。
[0029]所述的溫度補償元件為采用細銅線對折后雙線并繞而制成的低電感量溫度補償電阻RL，溫度補償電阻RL兩端并聯(lián)有電阻R32。
[0030]所述的溫度補償元件與電流檢測元件的溫度系數(shù)相同。
[0031]所述的輸出電路主要由電阻R33、電阻R35、電阻R36和電容C18組成，電阻R33、電阻R35、電阻R36依次串聯(lián)，電容C18并聯(lián)在串聯(lián)電阻R35、R36的兩端，電阻R33的一端與電流檢測芯片的輸出端OUT連接，電阻R33的另一端與外部輸出端連接。
[0032]所述的次邊控制電路包括一個均流電路，它包括基準產生電路、均流調整電路和均流控制電路，外部電流信號與基準產生電路的輸入連接，基準產生電路的輸出與均流控制電路連接，均流控制電路的輸出與均流調整電路連接，均流調整電路的輸出與模塊電源的反饋調節(jié)電路連接，均流控制電路還與均流母線連接。
[0033]所述的均流控制電路包括均流控制芯片及其外圍元件即電阻R20、電阻R26、電阻R27、電容C9、電容Cll和電容C12，均流控制芯片的均流端LS與均流母線連接。
[0034]所述的均流調整電路由均流調節(jié)電阻R21和電阻R22、R23組成，均流調節(jié)電阻R21一端與電源模塊的電壓輸出端連接，另一端與電阻R22、R23組成串聯(lián)回路以及與均流控制芯片的調整端ADJ連接，電阻R23的分壓輸出與模塊電源的反饋調節(jié)電路連接。
[0035]所述的基準產生電路包括恒流源電路和電阻R31，恒流源電路輸出的恒定電流與外部電流相疊加形成疊加電流，電阻R31將疊加電流轉換為電壓信號后輸入至均流控制芯片的電流輸入端CS+。
[0036]所述的恒流源電路包括恒流控制三極管Q4、穩(wěn)壓二極管D8、運算放大器U5及其外圍元件即電阻R28、電阻R29和電容C13，恒流控制三極管Q4集電極與電阻R31連接，恒流控制三極管Q4的發(fā)射極經電阻R28、R29與工作電源連接，運算放大器U5的輸出端與恒流控制三極管Q4的基極連接，運算放大器U5的同相輸入端與穩(wěn)壓二極管D8的正極連接，運算放大器U5的反相輸入端經電阻R28、R29與工作電源連接，穩(wěn)壓二極管D8的負極與工作電源連接，穩(wěn)壓二極管D8的兩端還并聯(lián)有電容C13。
[0037]均流電路還包括一個均流使能電路，均流使能電路的輸入與外部邏輯控制連接，均流控制電路的輸出與均流控制芯片的電流輸入端CS+連接。
[0038]所述的均流使能電路包括開關管Q3及其外圍元件一電阻R24、電阻R25、電容C10，開關管Q3漏極與均流控制芯片的電流輸入端CS+連接，開關管Q3源極接地，開關管Q3柵極經電阻R24與外部邏輯控制連接，電阻R25為開關管Q3提供工作電壓，電容ClO與電阻R25并聯(lián)。
[0039]所述的均流控制芯片為TEXAS INSTRUMENTS UCC29002。
[0040]所述的陽極匯流結構，包括匯流條本體I和輸出端口 2，輸出端口 2設置于匯流條本體I的一側，輸出端口 2的外側端面上開設有多個接線孔6，匯流條本體I與輸出端口 2連接的轉角處設置有濾波器安裝板3，濾波器安裝板3上開設有至少一個安裝孔7，匯流條本體I沿其長度方向一側開設有多個接線柱配孔4，另一側設置于多個讓位槽8，接線柱配孔4與設置于電路板9上的陽極匯流排10配合連接。
[0041]所述的輸出端口 2的外側側壁上還電鍍有化學金層5，化學金層5上還開設有與接線孔6相匹配的孔。
[0042]所述的接線孔4為配有鋼絲螺套的螺紋孔。
[0043]所述的陰極匯流結構，包括匯流板11、外接接頭12、接線柱配孔4、絕緣凸臺13和安裝孔7，匯流板11的上表面為平面結構，下表面與電路板9相匹配，外接接頭12和接線柱配孔4分設于匯流板11的兩側，外接接頭12的外側沿匯流板11的長度方向均有開設有多個接線孔6，接線柱配孔4與設于電路板9上的電路板陰極匯流排15配合連接；匯流板11的下表面上還設置有多個絕緣凸臺13，絕緣凸臺13的側壁與設于電路板9上的電源單元14的側壁相配合，匯流板11上還開設有對稱的安裝孔7。
[0044]所述的絕緣凸臺13的下部為與匯流板11 一體成型的凸臺結構，上部覆蓋導熱硅膠。
[0045]所述的接線孔6為螺紋孔。
[0046]所述的外接接頭12的外側側壁上還電鍍有化學金層5，化學金層5具有與接線孔6相匹配的孔。
[0047]所述的電路主板還設有絕緣、屏蔽墊片，包括墊片本體22，其特征在于:所述的墊片本體22為三層結構，由上至下依次為上絕緣層23、屏蔽層24和下絕緣層25，屏蔽層24的一側并列設置有支腳A26和支腳B27，上絕緣層23的邊緣與下絕緣層25的邊緣粘接于一體，并將屏蔽層24、支腳A26和支腳B27封閉在上絕緣層23與下絕緣層25之間，支腳A26上設置有絕緣環(huán)28，絕緣環(huán)28內側鑲嵌有固定圈A29，支腳B27上設置有固定圈B30。
[0048]所述的屏蔽層24為銅箔。
[0049]所述的絕緣環(huán)28的上端面與上絕緣層23相連，下端面與下絕緣層25相連。
[0050]所述的固定圈B30為銅環(huán)。
[0051]本發(fā)明的有益效果是:(I)匯流板與電路板陽極的連接是通過匯流排直接與多個電源單元陽極連接，不需使用導線，其故障率低，導電性能好；接線孔為配有鋼絲螺套的螺紋孔，將鋼絲螺套裝配在接線孔內，增強接線孔與導線的聯(lián)接強度，使螺紋連接部有良好的耐久性，而且即使接線孔在出廠時螺紋有損傷，可以通過鋼絲螺套裝配在其中，進行修復，而不必報廢整個零件，提高零件的互換性能；匯流板的下表面設置有絕緣凸臺，并在絕緣凸臺的上部設置導熱硅膠，同時導熱、絕緣和防震的效果，使得整個匯流板安裝在模塊電源殼體上更穩(wěn)定、牢固。
[0052](2)磁芯變壓器單元固定在電路板上的通孔內，厚度更薄，布置更合理，結構緊湊，進一步縮小磁芯變壓器的安裝空間；多個磁芯變壓器單元通過并聯(lián)的方式安裝在電路板上，即使其中一個磁芯變壓器單元短路或損壞而無法輸出功率時，也不影響整體輸出，各磁芯變壓器單元之間互不干涉。
[0053](3)絕緣、屏蔽墊片結構簡單，生產成本低。具有良好的導熱特性，能將MOS管所散發(fā)出的熱量及時排出；在屏蔽層的一側并列設置支腳A和支腳B，并在其中一個支腳上設置套有絕緣環(huán)的固定圈，便于將墊片本體絕緣地固定在電路板上，另一個固定圈與MOS管的地相連，安裝方便、簡單。
[0054](4)隔離開關具有兩個隔離控制電路，隔離控制電路A響應時間快，避免內部元器件損壞；隔離控制電路B能過濾干擾，防止誤操作；隔離開關可以避免反壓的產生，更加有效地保護各元器件；隔離開關中的隔離管采用多個MOS管并聯(lián)方式，有效地降低導通電阻。
[0055](5)電流檢測電路中采用無氧銅作為材料制作卡爾文式的電流檢測電阻，把體積做的很小，并且利用溫度補償電路來消除溫度的變化對電阻的阻值影響；溫度補償電阻RL采用細銅線對折后雙線并繞的方式，消除溫度補償電阻RL的電感量，如果采用一般的繞制電感繞制方式，溫度補償電阻RL將帶有電感的特性，對整個電流檢測電路帶來負面的影響。
[0056](6)均流電路可靠性高，抗干擾能力強，降低了損壞的機率，盡可能均分系統(tǒng)輸入總電流，確保多臺電源可靠運行，保護設備的正常運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0057]圖1為電源模塊框圖；
圖2為磁芯變壓器在電路板上的分布結構示意圖；
圖3為圖2的側面結構示意圖；
圖4為磁芯變壓器的結構示意圖；
圖5為圖4的仰視結構意圖；
圖6為磁芯變壓器的固定凸起的結構示意圖；
圖7為隔離開關的系統(tǒng)原理框圖；
圖8為隔尚開關的系統(tǒng)原理電路圖；
圖9為電流檢測電路的電路框圖；
圖10為電流檢測電路的電路原理圖；
圖11為均流電路的電路框圖；
圖12為均流電路的電路原理圖；
圖13為陽極匯流結構的結構示意圖；
圖14為陽極匯流結構與電路板配合的結構示意圖； 圖15為圖14中A-A剖視結構示意圖；
圖16為陰極匯流結構的正面結構示意圖；
圖17為陰極匯流結構的背面結構示意圖；
圖18為陰極匯流結構與電源單元配合的結構示意圖；
圖19為陰極匯流結構與電路板配合的結構示意圖；
圖20為絕緣、屏蔽墊片的結構示意圖；
圖21為圖20中A-A剖視結構示意圖。
[0058]圖中:1-匯流條本體，2-輸出端口，3-濾波器安裝板，4-接線柱配孔，5-化學金層，6-接線孔，7-安裝孔，8-讓位槽，9-電路板，10-陽極匯流排，11-匯流板，12-外接接頭，13-絕緣凸臺，14-電源單元，15-電路板陰極匯流排，16-磁芯變壓器單元，17-固定凸起，18-限位凹槽，19-引腳，20-基臺，21-隔離層，22-墊片本體，23-上絕緣層，24-屏蔽層，25-下絕緣層，26-支腳A，27-支腳B，28-絕緣環(huán)，29-固定圈A，30-固定圈B。

【具體實施方式】
[0059]下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0060]如圖1所不,一種DC-DC模塊電源,它包括機殼和位于機殼內的電路主板,所述的電路主板包括原邊電路和次邊電路；所述的原邊電路包括功率變換電路、原邊驅動電路和原邊控制電路；功率變換電路采用高頻功率開關A (PSWfPSW4)，通過變壓器Tl，把185?340VDC的輸入直流電壓變換成低壓功率脈沖，原邊驅動電路為高頻功率開關A提供幅度為10?12V的驅動脈沖，原邊控制電路由PWM (脈寬調制)芯片和其它輔助芯片、器件組成；所述次邊電路包括同步整流電路、次邊驅動電路、次邊控制電路和隔離開關；同步整流電路采用高頻功率開關B (SSWf SSW4)做同步整流，經過L1、C1輸出濾波，把低壓功率脈沖變成平滑9VDC通過陽極匯流結構和陰極匯流結構輸出，次邊驅動電路為高頻功率開關B提供幅度為5?6V的驅動脈沖，次邊控制電路為次邊驅動電路提供控制脈沖、為原邊控制電路提供正確的輸出電壓誤差調節(jié)信息、向均流控制總線LS提供“多模塊并機均流控制”的控制信息、提供正確的“Oring”控制信號以控制隔離開關的動作。
[0061]所述的驅動脈沖的上升沿寫45ns。
[0062]所述的驅動脈沖的下降沿蘭65ns。
[0063]所述的電路主板還包括一個供電電路，所述的供電電路具有4路不同輸出電壓，電氣上與其他電路隔離，為電路主板上各部分電路提供工作電壓。
[0064]所述的電路主板還包括一個隔離電路，所述的隔離電路為原邊電路和次邊電路提供具有電氣隔離性能的信號傳遞通道。
[0065]所述的電路主板還包括一個狀態(tài)監(jiān)控電路，狀態(tài)監(jiān)控電路與次邊控制電路連接，次邊控制電路為狀態(tài)監(jiān)控電路提供輸出電壓、輸出電流、板溫、機架溫度的模擬電信號，狀態(tài)監(jiān)控電路將這些模擬電信號進行A/D數(shù)字化處理，狀態(tài)監(jiān)控電路通過通訊接口與外部監(jiān)控機連接，傳輸輸出電壓、輸出電流、板溫、機架溫度信息。
[0066]所述的聞頻功率開關A和聞頻功率開關B均為全橋聞頻功率開關。
[0067]所述的通訊接口為RS485接口。
[0068]如圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，所述的變壓器Tl的結構是一種多磁芯變壓器板上結構，包括電路板9、多個磁芯變壓器單元16和固定凸起17，電路板9上開設有多個與磁芯變壓器單元16相匹配的通孔，磁芯變壓器單元16固定在通孔內，磁芯變壓器單元16的一側設置有引腳19，引腳19與電路板9上的電路連接，每個磁芯變壓器單元16的兩側均設置有向內凹的限位凹槽18，固定凸起17設置在安裝電路板9的殼體內側，限位凹槽18與固定凸起17緊密配合；多個磁芯變壓器單元16并聯(lián)安裝在電路板9上。
[0069]所述的固定凸起17包括基臺20和隔離層21，基臺20與安裝電路板9的殼體一體成型，隔離層21粘接在基臺20上，隔離層21的另一面壓緊在電路板9上。
[0070]所述的隔離層21為導熱硅膠。
[0071 ] 如圖7和圖8所示，所述的隔離開關包括隔離電路、隔離控制電路A和隔離控制電路B，隔離控制電路A和隔離控制電路B的輸出經控制開關Q2與隔離電路的控制輸入連接。
[0072]所述的隔離電路由多個隔離MOS管并聯(lián)組成，隔離MOS管的源極與模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+連接，隔離MOS管的漏極與母線電壓VOUT+連接，隔離MOS管的柵極與控制開關Q2的控制輸出連接，控制開關Q2的柵極與隔離控制電路A和隔離控制電路B的控制輸出端連接。
[0073]所述隔離控制電路A包括運算放大器Ul、開關控制管Ql-Α、由電阻R4和電阻R5組成的分壓網絡A和由電阻R6、電阻R7和電阻R8組成的分壓網絡B，母線電壓VOUT+通過分壓網絡B與運算放大器Ul的同向輸入端連接，模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+通過分壓網絡A與運算放大器Ul的反向輸入端連接，運算放大器Ul的輸出端與同向輸入端通過電阻R9連接組成了正反饋，運算放大器Ul的輸出端與控制開關Q2的柵極連接，開關控制管Ql-A的基極與外部控制信號HE連接，開關控制管Ql-A的集電極與運算放大器Ul的反向輸入端連接，開關控制管Ql-A的發(fā)射極對地連接。
[0074]所述的隔離控制電路B包括開關控制芯片U3和開關控制管Ql-Β，開關控制芯片U3的同向輸入端+IN通過匹配電阻RlO與模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+連接，開關控制芯片U3的反向輸入端-1NS通過限流電阻Rl5與母線電壓VOUT+連接，開關控制芯片U3的輸出端OUT通過串聯(lián)的隔離二極管D3和運算放大器Ul的同向輸入端連接，開關控制管Ql-B的基極與外部控制信號PG連接，開關控制管Ql-B的集電極與開關控制芯片U3的輸出端OUT連接，開關控制管Ql-A的發(fā)射極對地連接。
[0075]所述的開關控制芯片U3的型號為LIN-LTC6102-1。
[0076]所述的隔離開關還包括一個升壓電路，升壓電路與隔離MOS管的柵極連接，升壓電路還通過控制開關Q2的漏極對地連接。
[0077]所述的升壓電路包括升壓控制芯片U2、升壓電感LI，隔離二極管D7和限流電阻R17，升壓控制芯片U2的電壓輸入端VIN與內部工作電壓VCC連接，升壓控制芯片U2的開關端SW與升壓電感LI的輸出端連接，升壓電感LI的輸入端與內部工作電壓VCC連接，升壓電感LI的輸出端還與隔離二極管D7的正極連接，隔離二極管D7的負極經限流電阻R17與隔離MOS管的柵極和控制開關Q2的漏極連接，升壓控制芯片U2的反饋端FB與由R18、R19組成的分壓網絡的中點連接，分壓網絡的一端與隔離二極管D7的負極連接，另一端對地連接。
[0078]所述的隔離開關還包括一個續(xù)流二極管D6，續(xù)流二極管D6正極對地連接，續(xù)流二極管D6負極與母線電壓VOUT+連接。
[0079]如圖9和圖10所示，所述的次邊控制電路包括一個大電流檢測電路，它包括電流檢測芯片、溫度補償元件、電流檢測元件和輸出電路，電流檢測元件串聯(lián)在模塊電源的輸出回路中，電流檢測元件的兩端分別與電流檢測芯片的輸入端連接，溫度補償元件串聯(lián)在電流檢測元件與電流檢測芯片之間，電流檢測芯片的輸出與輸出電路連接。
[0080]所述的電流檢測芯片為LIN-LTC6102。
[0081]所述的電流檢測元件串聯(lián)在模塊電源的輸出回路中，電流檢測元件的一端與電流檢測芯片的正向輸入端+IN連接，電流檢測元件的另一端通過溫度補償元件與電流檢測芯片的反相輸入端-1NS和-1NF連接。
[0082]所述的電流檢測元件為采用無氧銅作為材料制作成的卡爾文式小體積電流檢測電阻。
[0083]所述的溫度補償元件為采用細銅線對折后雙線并繞而制成的低電感量溫度補償電阻RL，溫度補償電阻RL兩端并聯(lián)有電阻R32。
[0084]所述的溫度補償元件與電流檢測元件的溫度系數(shù)相同。
[0085]所述的輸出電路主要由電阻R33、電阻R35、電阻R36和電容C18組成，電阻R33、電阻R35、電阻R36依次串聯(lián)，電容C18并聯(lián)在串聯(lián)電阻R35、R36的兩端，電阻R33的一端與電流檢測芯片的輸出端OUT連接，電阻R33的另一端與外部輸出端連接。
[0086]如圖11和圖12所示，所述的次邊控制電路包括一個均流電路，它包括基準產生電路、均流調整電路和均流控制電路，外部電流信號與基準產生電路的輸入連接，基準產生電路的輸出與均流控制電路連接，均流調整電路與模塊電源的反饋調節(jié)電路連接，還與均流控制電路連接，均流控制電路與均流母線連接。
[0087]所述的均流控制電路包括均流控制芯片及其外圍元件即電阻R20、電阻R26、電阻R27、電容C9、電容Cll和電容C12，均流控制芯片的均流端LS與均流母線連接。
[0088]所述的均流調整電路由均流調節(jié)電阻R21和電阻R22、R23組成，均流調節(jié)電阻R21一端與電源模塊的電壓輸出端連接，另一端與電阻R22、R23組成串聯(lián)回路以及與均流控制芯片的調整端ADJ連接，電阻R23的分壓輸出與模塊電源的反饋調節(jié)電路連接。
[0089]所述的基準產生電路包括恒流源電路和電阻R31，恒流源電路輸出的恒定電流與外部電流相疊加形成疊加電流，電阻R31將疊加電流轉換為電壓信號后輸入至均流控制芯片的電流輸入端CS+。
[0090]所述的恒流源電路包括恒流控制三極管Q4、穩(wěn)壓二極管D8、運算放大器U5及其外圍元件即電阻R28、電阻R29和電容C13，恒流控制三極管Q4集電極與電阻R31連接，恒流控制三極管Q4的發(fā)射極經電阻R28、R29與工作電源連接，運算放大器U5的輸出端與恒流控制三極管Q4的基極連接，運算放大器U5的同相輸入端與穩(wěn)壓二極管D8的正極連接，運算放大器U5的反相輸入端經電阻R28、R29與工作電源連接，穩(wěn)壓二極管D8的負極與工作電源連接，穩(wěn)壓二極管D8的兩端還并聯(lián)有電容C13。
[0091]均流電路還包括一個均流使能電路，均流使能電路的輸入與外部邏輯控制連接，均流控制電路的輸出與均流控制芯片的電流輸入端CS+連接。
[0092]所述的均流使能電路包括開關管Q3及其外圍元件一電阻R24、電阻R25、電容C10，開關管Q3漏極與均流控制芯片的電流輸入端CS+連接，開關管Q3源極接地，開關管Q3柵極經電阻R24與外部邏輯控制連接，電阻R25為開關管Q3提供工作電壓，電容ClO與電阻R25并聯(lián)。
[0093]所述的均流控制芯片為TEXAS INSTRUMENTS UCC29002。
[0094]如圖13、圖14和圖15所示，所述的陽極匯流結構，包括匯流條本體I和輸出端口2，輸出端口 2設置于匯流條本體I的一側，輸出端口 2的外側端面上開設有多個接線孔6，匯流條本體I與輸出端口 2連接的轉角處設置有濾波器安裝板3，濾波器安裝板3上開設有至少一個安裝孔7，匯流條本體I沿其長度方向一側開設有多個接線柱配孔4，另一側設置于多個讓位槽8，接線柱配孔4與設置于電路板9上的陽極匯流排10配合連接。
[0095]所述的輸出端口 2的外側側壁上還電鍍有化學金層5，化學金層5上還開設有與接線孔6相匹配的孔。
[0096]所述的接線孔4為配有鋼絲螺套的螺紋孔。
[0097]如圖16、圖17、圖18和圖19所示，所述的陰極匯流結構，包括匯流板11、外接接頭12、接線柱配孔4、絕緣凸臺13和安裝孔7，匯流板11的上表面為平面結構，下表面與電路板9相匹配，外接接頭12和接線柱配孔4分設于匯流板11的兩側，外接接頭12的外側沿匯流板11的長度方向均有開設有多個接線孔6，接線柱配孔4與設于電路板9上的電路板陰極匯流排15配合連接；匯流板11的下表面上還設置有多個絕緣凸臺13，絕緣凸臺13的側壁與設于電路板9上的電源單元14的側壁相配合，匯流板11上還開設有對稱的安裝孔7。
[0098]所述的絕緣凸臺13的下部為與匯流板11 一體成型的凸臺結構，上部覆蓋導熱硅膠。
[0099]所述的接線孔6為螺紋孔。
[0100]所述的外接接頭12的外側側壁上還電鍍有化學金層5，化學金層5具有與接線孔6相匹配的孔。
[0101]如圖20和圖21所示，所述的電路主板還設有絕緣、屏蔽墊片，包括墊片本體22，其特征在于:所述的墊片本體22為三層結構，由上至下依次為上絕緣層23、屏蔽層24和下絕緣層25，屏蔽層24的一側并列設置有支腳A26和支腳B27，上絕緣層23的邊緣與下絕緣層25的邊緣粘接于一體，并將屏蔽層24、支腳A26和支腳B27封閉在上絕緣層23與下絕緣層25之間，支腳A26上設置有絕緣環(huán)28，絕緣環(huán)28內側鑲嵌有固定圈A29，支腳B27上設置有固定圈B30。
[0102]所述的屏蔽層24為銅箔。
[0103]所述的絕緣環(huán)28的上端面與上絕緣層23相連，下端面與下絕緣層25相連。
[0104]所述的固定圈B30為銅環(huán)。
【權利要求】
1.一種DC-DC模塊電源,它包括機殼和位于機殼內的電路主板,其特征在于:所述的電路主板包括原邊電路和次邊電路；所述的原邊電路包括功率變換電路、原邊驅動電路和原邊控制電路；功率變換電路采用全橋高頻功率開關A(PSWfPSW4)，通過變壓器Tl，把185?340VDC的輸入直流電壓變換成低壓功率脈沖，原邊驅動電路為高頻功率開關A提供幅度為10?12V的驅動脈沖，原邊控制電路由PWM (脈寬調制)芯片和其它輔助芯片、器件組成；所述次邊電路包括同步整流電路、次邊驅動電路、次邊控制電路和隔離開關；同步整流電路采用全橋高頻功率開關B (SSWf SSW4)做同步整流，經過L1、C1輸出濾波，把低壓功率脈沖變成平滑9VDC通過陽極匯流結構和陰極匯流結構輸出，次邊驅動電路為高頻功率開關B提供幅度為5?6V的驅動脈沖，次邊控制電路為次邊驅動電路提供控制脈沖、為原邊控制電路提供正確的輸出電壓誤差調節(jié)信息、向均流控制總線LS提供“多模塊并機均流控制”的控制信息、提供正確的“Oring”控制信號以控制隔離開關的動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:它還包括一個隔離電路，所述的隔離電路為原邊電路和次邊電路提供具有電氣隔離性能的信號傳遞通道。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源,其特征在于:它還包括一個狀態(tài)監(jiān)控電路，狀態(tài)監(jiān)控電路與次邊控制電路連接，次邊控制電路為狀態(tài)監(jiān)控電路提供輸出電壓、輸出電流、板溫、機架溫度的模擬電信號，狀態(tài)監(jiān)控電路將這些模擬電信號進行A/D數(shù)字化處理，狀態(tài)監(jiān)控電路通過通訊接口 RS485與外部監(jiān)控機連接，傳輸輸出電壓、輸出電流、板溫、機架溫度信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的變壓器Tl的結構是一種多磁芯變壓器板上結構，包括電路板(9)、多個磁芯變壓器單元(16)和固定凸起(17),電路板(9)上開設有多個與磁芯變壓器單元(16)相匹配的通孔，磁芯變壓器單元(16)固定在通孔內，磁芯變壓器單元(16)的一側設置有引腳(19)，引腳(19)與電路板(9)上的電路連接，每個磁芯變壓器單元(16)的兩側均設置有向內凹的限位凹槽(18)，固定凸起(17)設置在安裝電路板(9)的殼體內側，限位凹槽(18)與固定凸起(17)緊密配合；多個磁芯變壓器單元(16)并聯(lián)安裝在電路板(9)上； 所述的固定凸起(17)包括基臺(20)和隔離層(21)，基臺(20)與安裝電路板(9)的殼體一體成型，隔離層(21)粘接在基臺(20)上，隔離層(21)的另一面壓緊在電路板(9)上； 所述的隔離層(21)為導熱硅膠。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的隔離開關包括隔離電路、隔離控制電路A和隔離控制電路B，隔離控制電路A和隔離控制電路B的輸出經控制開關Q2與隔離電路的控制輸入連接； 所述的隔離電路由多個隔離MOS管并聯(lián)組成，隔離MOS管的源極與模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+連接，隔離MOS管的漏極與母線電壓VOUT+連接，隔離MOS管的柵極與控制開關Q2的控制輸出連接，控制開關Q2的柵極與隔離控制電路A和隔離控制電路B的控制輸出端連接； 所述隔離控制電路A包括運算放大器U1、開關控制管Ql-Α、由電阻R4和電阻R5組成的分壓網絡A和由電阻R6、電阻R7和電阻R8組成的分壓網絡B，母線電壓VOUT+通過分壓網絡B與運算放大器UI的同向輸入端連接，模塊電源的電壓輸出端IN_V0UT+通過分壓網絡A與運算放大器Ul的反向輸入端連接，運算放大器Ul的輸出端與同向輸入端通過電阻R9連接組成了正反饋，運算放大器Ul的輸出端與控制開關Q2的柵極連接，開關控制管Ql-A的基極與外部控制信號HE連接，開關控制管Ql-A的集電極與運算放大器Ul的反向輸入端連接，開關控制管Ql-A的發(fā)射極對地連接； 所述的隔離控制電路B包括開關控制芯片U3和開關控制管Ql-Β，開關控制芯片U3的同向輸入端+IN通過匹配電阻RlO與模塊電源的電壓輸出端IN_VOUT+連接，開關控制芯片U3的反向輸入端-1NS通過限流電阻Rl5與母線電壓VOUT+連接，開關控制芯片U3的輸出端OUT通過串聯(lián)的隔離二極管D3和運算放大器Ul的同向輸入端連接，開關控制管Ql-B的基極與外部控制信號PG連接，開關控制管Ql-B的集電極與開關控制芯片U3的輸出端OUT連接，開關控制管Ql-A的發(fā)射極對地連接； 所述的開關控制芯片U3的型號為LIN-LTC6102-1 ； 所述的隔離開關還包括一個升壓電路，升壓電路與隔離MOS管的柵極連接，升壓電路還通過控制開關Q2的漏極對地連接； 所述的升壓電路包括升壓控制芯片U2、升壓電感LI，隔離二極管D7和限流電阻R17，升壓控制芯片U2的電壓輸入端VIN與內部工作電壓VCC連接，升壓控制芯片U2的開關端Sff與升壓電感LI的輸出端連接，升壓電感LI的輸入端與內部工作電壓VCC連接，升壓電感LI的輸出端還與隔離二極管D7的正極連接，隔離二極管D7的負極經限流電阻R17與隔離MOS管的柵極和控制開關Q2的漏極連接，升壓控制芯片U2的反饋端FB與由R18、R19組成的分壓網絡的中點連接，分壓網絡的一端與隔離二極管D7的負極連接，另一端對地連接； 所述的隔離開關還包括一個續(xù)流二極管D6，續(xù)流二極管D6正極對地連接，續(xù)流二極管D6負極與母線電壓VOUT+連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的次邊控制電路包括一個大電流檢測電路，此電路包括電流檢測芯片、溫度補償元件、電流檢測元件和輸出電路，電流檢測元件串聯(lián)在模塊電源的輸出回路中，電流檢測元件的兩端分別與電流檢測芯片的輸入端連接，溫度補償元件串聯(lián)在電流檢測元件與電流檢測芯片之間，電流檢測芯片的輸出與輸出電路連接； 所述的電流檢測芯片的型號為LIN-LTC6102 ； 所述的電流檢測元件串聯(lián)在模塊電源的輸出回路中，電流檢測元件的一端與電流檢測芯片的正向輸入端+IN連接，電流檢測元件的另一端通過溫度補償元件與電流檢測芯片的反相輸入端-1NS和-1NF連接； 所述的電流檢測元件為采用無氧銅作為材料制作成的卡爾文式小體積電流檢測電阻； 所述的溫度補償元件為采用細銅線對折后雙線并繞而制成的低電感量溫度補償電阻RL，溫度補償電阻RL兩端并聯(lián)有電阻R32 ； 溫度補償元件與電流檢測元件的溫度系數(shù)相同； 所述的輸出電路主要由電阻R33、電阻R35、電阻R36和電容C18組成，電阻R33、電阻R35、電阻R36依次串聯(lián)，電容C18并聯(lián)在串聯(lián)電阻R35、R36的兩端，電阻R33的一端與電流檢測芯片的輸出端OUT連接，電阻R33的另一端與外部輸出端連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的次邊控制電路包括一個均流電路，此均流電路包括基準產生電路、均流調整電路和均流控制電路，外部電流信號與基準產生電路的輸入連接，基準產生電路的輸出與均流控制電路連接，均流控制電路的輸出與均流調整電路連接，均流調整電路的輸出與模塊電源的反饋調節(jié)電路連接，均流控制電路還與均流母線連接； 所述的均流控制電路包括均流控制芯片及其外圍元件即電阻R20、電阻R26、電阻R27、電容C9、電容Cll和電容C12，均流控制芯片的均流端LS與均流母線連接； 所述的均流調整電路由均流調節(jié)電阻R21和電阻R22、R23組成，均流調節(jié)電阻R21 —端與電源模塊的電壓輸出端連接，另一端與電阻R22、R23組成串聯(lián)回路以及與均流控制芯片的調整端ADJ連接，電阻R23的分壓輸出與模塊電源的反饋調節(jié)電路連接； 所述的基準產生電路包括恒流源電路和電阻R31，恒流源電路輸出的恒定電流與外部電流相疊加形成疊加電流，電阻R31將疊加電流轉換為電壓信號后輸入至均流控制芯片的電流輸入端CS+ ； 所述的恒流源電路包括恒流控制三極管Q4、穩(wěn)壓二極管D8、運算放大器U5及其外圍元件即電阻R28、電阻R29和電容C13，恒流控制三極管Q4集電極與電阻R31連接，恒流控制三極管Q4的發(fā)射極經電阻R28、R29與工作電源連接，運算放大器U5的輸出端與恒流控制三極管Q4的基極連接，運算放大器U5的同相輸入端與穩(wěn)壓二極管D8的正極連接，運算放大器U5的反相輸入端經電阻R28、R29與工作電源連接，穩(wěn)壓二極管D8的負極與工作電源連接，穩(wěn)壓二極管D8的兩端還并聯(lián)有電容C13 ； 均流電路還包括一個均流使能電路，均流使能電路的輸入與外部邏輯控制連接，均流控制電路的輸出與均流控制芯片的電流輸入端CS+連接； 所述的均流使能電路包括開關管Q3及其外圍元件一電阻R24、電阻R25、電容C10，開關管Q3漏極與均流控制芯片的電流輸入端CS+連接，開關管Q3源極接地，開關管Q3柵極經電阻R24與外部邏輯控制連接，電阻R25為開關管Q3提供工作電壓，電容ClO與電阻R25并聯(lián)； 所述的均流控制芯片為TEXAS INSTRUMENTS UCC29002。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的陽極匯流結構，包括匯流條本體(I)和輸出端口(2)，輸出端口(2)設置于匯流條本體(I)的一側，輸出端口(2)的外側端面上開設有多個接線孔(6)，匯流條本體(I)與輸出端口(2)連接的轉角處設置有濾波器安裝板(3 )，濾波器安裝板(3 )上開設有至少一個安裝孔(7 )，匯流條本體(I)沿其長度方向一側開設有多個接線柱配孔(4)，另一側設置于多個讓位槽(8)，接線柱配孔(4)與設置于電路板(9)上的陽極匯流排(10)配合連接； 所述的輸出端口(2)的外側側壁上還電鍍有化學金層(5)，化學金層(5)上還開設有與接線孔(6)相匹配的孔； 所述的接線孔(4)為配有鋼絲螺套的螺紋孔。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的陰極匯流結構，包括匯流板(11)、外接接頭(12)、接線柱配孔(4)、絕緣凸臺(13)和安裝孔(7)，匯流板(11)的上表面為平面結構，下表面與電路板(9)相匹配，外接接頭(12)和接線柱配孔(4)分設于匯流板(11)的兩側，外接接頭(12)的外側沿匯流板(11)的長度方向均有開設有多個接線孔(6)，接線柱配孔(4)與設于電路板(9)上的電路板陰極匯流排(15)配合連接；匯流板(11)的下表面上還設置有多個絕緣凸臺(13)，絕緣凸臺(13)的側壁與設于電路板(9)上的電源單元(14)的側壁相配合，匯流板(11)上還開設有對稱的安裝孔(7)； 所述的絕緣凸臺(13)的下部為與匯流板(11) 一體成型的凸臺結構，上部覆蓋導熱硅膠； 所述的接線孔(6)為螺紋孔； 所述的外接接頭(12)的外側側壁上還電鍍有化學金層(5)，化學金層(5)具有與接線孔(6)相匹配的孔。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種DC-DC模塊電源，其特征在于:所述的電路主板還設有絕緣、屏蔽墊片，包括墊片本體(22)，其特征在于:所述的墊片本體(22)為三層結構，由上至下依次為上絕緣層(23)、屏蔽層(24)和下絕緣層(25)，屏蔽層(24)的一側并列設置有支腳A (26)和支腳B (27)，上絕緣層(23)的邊緣與下絕緣層(25)的邊緣粘接于一體，并將屏蔽層(24)、支腳A (26)和支腳B (27)封閉在上絕緣層(23)與下絕緣層(25)之間，支腳A (26)上設置有絕緣環(huán)(28)，絕緣環(huán)(28)內側鑲嵌有固定圈A (29)，支腳B (27)上設置有固定圈B (30)； 所述的屏蔽層(24)為銅箔； 所述的絕緣環(huán)(28)的上端面與上絕緣層(23)相連，下端面與下絕緣層(25)相連； 所述的固定圈B (30)為銅環(huán)。
【文檔編號】H02M3/28GK104135153SQ201410349582
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】韋宗超 申請人:四川升華電源科技有限公司