本發(fā)明涉及分立件構(gòu)成的高可靠性DC/DC開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

DC/DC開關(guān)電源是一種采用開關(guān)方式控制的直流穩(wěn)定電源。它以其高度隔離、穩(wěn)定性好、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)被廣泛用在航天地面測試設(shè)備和導(dǎo)彈武器彈上產(chǎn)品中。以往航天系統(tǒng)用到的二次直流電源大部分是由輸入、輸出濾波電路和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊組成。其中DC/DC轉(zhuǎn)換模塊大部分靠從國外進(jìn)口，這樣就造成研制成本高、開發(fā)周期長、紋波很難降低，DC/DC轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部的一些保護(hù)措施對彈上產(chǎn)品弊大于利等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了分立件構(gòu)成的高可靠性DC/DC開關(guān)電源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：分立件構(gòu)成的高可靠性DC/DC開關(guān)電源由功率主回路和控制回路組成。

所述功率主回路，功率主回路包括輸入濾波、功率開關(guān)、變壓器、輸出整流濾波，控制回路包括取樣隔離電路和PWM控制電路。功率主回路的作用是將輸入的直流電加到主變開關(guān)電路上，在PWM的作用下，主變換電路的開關(guān)管反復(fù)的通斷，使之變成高頻交變電壓，通過變壓器的耦合作用，將能量從初級向次級傳遞，次級的感應(yīng)電流經(jīng)過高頻整流和濾波后輸出直流電壓。輸入濾波電路有兩個(gè)作用：一是防止輸入噪聲，二是控制由開關(guān)電源產(chǎn)生并向輸入電源反饋的噪聲。功率開關(guān)的作用是將直流電壓信號轉(zhuǎn)換成方波信號，其中心元件是功率場效應(yīng)管(MOSFET)。開關(guān)電源用到的功率場效應(yīng)管應(yīng)具有較大的漏源擊穿電壓、小的導(dǎo)通電阻和高的工作頻率等特點(diǎn)。輸出整流濾波電路是將變壓器輸出的交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號。

所述控制回路，包括取樣隔離電路和PWM控制電路。當(dāng)輸入電壓在一定的范圍內(nèi)變化或輸出負(fù)載改變時(shí)，為使輸出電壓保持穩(wěn)定，從輸出端引入反饋環(huán)節(jié)，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。取樣隔離電路的主要作用是實(shí)現(xiàn)對輸出取樣，敏感輸出電壓的變化，并進(jìn)行電氣隔離，即輸出輸入不共地。常見的取樣隔離電路有兩種：一是變壓器和UC1901配合使用，二是TL431和光耦配合使用。PWM控制電路的中心元件是集成控制器，選用UC1525A。UC1525A是常用的電壓型PWM集成控制器，外接元件少，性能好。它內(nèi)部含有基準(zhǔn)電源，欠壓鎖定電路、振蕩器、誤差放大器、脈寬比較器及觸發(fā)器、鎖存器，并能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和關(guān)閉控制等。不過按噪聲標(biāo)準(zhǔn)，電路結(jié)構(gòu)的涉及一般以后者為對象。

本發(fā)明的有益效果是，分立件構(gòu)成的高可靠性DC/DC開關(guān)電源由功率主回路和控制回路組成。此開關(guān)電源具有隔離度高、穩(wěn)定性好、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，而且此系列開關(guān)電源沒有過流、過壓等保護(hù)措施。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是DC/DC開關(guān)電源的組成框圖。

圖2是輸入濾波電路圖。

圖3是輸出整流濾波電路圖。

圖4是取樣隔離電路圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，分立件構(gòu)成的高可靠性DC/DC開關(guān)電源由功率主回路和控制回路組成。功率主回路包括輸入濾波、功率開關(guān)、變壓器、輸出整流濾波，控制回路包括取樣隔離電路和PWM控制電路。

在圖2中，輸入濾波電路有兩個(gè)作用：一是防止輸入噪聲，二是控制由開關(guān)電源產(chǎn)生并向輸入電源反饋的噪聲。主要由共扼濾波線圈L1、極性電容C1和無極性電容C2、C3組成。這里應(yīng)注意的一點(diǎn)是：無極性電容最好放在緊靠變壓器的電壓輸入端。

在圖3中，輸出整流濾波電路是將變壓器輸出的交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號。電路中采用兩個(gè)肖基整流管V1、V2構(gòu)成全波整流電路。整流后再經(jīng)過電感線圈L1、無極性電容C1、共扼濾波器L2和極性電容C2和無極性電容C3濾去高次諧波和噪聲，可以使輸出電壓紋波值降到很低。

在圖4中，取樣隔離電路的主要作用是實(shí)現(xiàn)對輸出取樣，敏感輸出電壓的變化，并進(jìn)行電氣隔離，即輸出輸入不共地。常見的取樣隔離電路有兩種：一是變壓器和UC1901配合使用，二是TL431和光耦配合使用。本發(fā)明采用后者。穩(wěn)壓電路中含有電感成份，容易起振（寄生振蕩），因此在TL431第一管腳（陰極）和第八管腳(VREF)之間接電阻R5和電容C2、C3，對TL431內(nèi)部放大器進(jìn)行相位補(bǔ)償；R1和R2構(gòu)成取樣分壓，調(diào)節(jié)R2使TL431低8管腳(VREF)得到2.5V左右的電壓，與內(nèi)部2.5的基準(zhǔn)電壓比較。當(dāng)輸出電壓改變時(shí)，光耦發(fā)光源上流過的電流作相應(yīng)的改變，發(fā)光強(qiáng)度改變，并控制受光器件，在光耦的第3腳(發(fā)射極)上便得到一個(gè)與輸出電壓隔離并跟隨其變化的控制電壓。