CN105763068A - 一种多路可控隔离输出二次电源模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多路可控隔离输出二次电源模块。本发明属于卫星电源技术领域。一种多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：多路可控隔离输出二次电源模块包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、BUCK驱动电路、推挽隔离功率变换电路、PWM控制电路及整流输出电路；28V母线进入二次电源后通过输入滤波电路一次滤波，然后通过BUCK驱动电路和降压推挽隔离功率变换电路完成多路隔离+12V的电源变换，由整流输出电路为SE空间均衡管理器供电。本发明具有小型化、重量轻、结构简单，高安全性、高可靠性，且具有极强拓展能力，后级可以多路输出，应用范围广等优点。

Description

一种多路可控隔离输出二次电源模块

技术领域

本发明属于卫星电源技术领域，特别是涉及一种多路可控隔离输出二次电源模块。

背景技术

目前，二次电源在一个系统中担当着非常重要的角色。从某种意义上说，二次电源可被看作系统的心脏。它给系统电路提供持续的、稳定的能量，并使系统免受外部侵扰。可见，二次电源的性能优劣与电子设备的各项技术指标和可靠性息息相关。

由于集成电路的迅速普及，二次电源的发展趋向小型化，并已广泛应用于现代社会生活的各个领域中，甚至在空间电源系统中它也是不可或缺的一部分。二次电源具有体积小，损耗低的特点，近年来随同电子设备的快速发展而日益进步，且对可靠性、安全性和拓展能力提出了更高的要求。

现有的二次电源存在无法满足实际需要等技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种多路可控隔离输出二次电源模块。

本发明的目的是提供一种具有小型化、重量轻、结构简单，高安全性、高可靠性，且具有极强拓展能力，后级可以多路输出，应用范围广等特点的多路可控隔离输出二次电源模块。

本发明为智能监控集成系统中SE(空间均衡器)供电，若将14路供电输出均采用独立的DC-DC变换器来实现，会使产品的体积、重量较大，同时可靠性相对下降。所以通过对14路供电电路的输出特性分析加以集成，实现产品小型化和提高可靠性，在完成产品整体功能和达到性能要求下，采用级联DC-DC变换器，即先用BUCK前馈控制，后加推挽磁隔离控制输出，这种方案的主要优点是方案结构简单，后级可以多路输出，满足小型化设计需求。

本发明多路可控隔离输出二次电源模块采用的技术方案：

一种多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：多路可控隔离输出二次电源模块包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、BUCK驱动电路、推挽隔离功率变换电路、PWM控制电路及整流输出电路；28V母线进入二次电源后通过输入滤波电路一次滤波，然后通过BUCK驱动电路和降压推挽隔离功率变换电路完成多路隔离+12V的电源变换，由整流输出电路为SE空间均衡管理器供电。

本发明多路可控隔离输出二次电源模块还可以采用如下技术方案：

所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：多路可控隔离输出二次电源模块设有过压过流保护电路，防止电源过压或过流输出。

所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：Buck驱动电路采用隔离驱动方式，设有隔离变压器、驱动电阻、防止静电电阻连接构成，前级BUCK电路采用双管并联BUCK电路，使得前级降压，提高效率；隔离变压器脉宽调制器的两路相位相反的驱动信号，使得两支功率管交替导通。

所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：推挽隔离功率变换电路属于二级变换，将Buck驱动电路已经调节的电源继续变换，隔离功率变换电路采用的是直驱方式。

所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：根据权利要求1所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：PWM控制电路采用模拟PWM控制集成电路芯片，实现开关管的驱动。

所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特点是：PWM控制电路有两路极性相反的驱动信号，每路幅值相等相位相差180度，工作频率为190-210kHz。

本发明具有的优点和积极效果是：

多路可控隔离输出二次电源模块由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、本发明将14路供电输出集成于一个模块之内，实现了产品的小型化，降低了产品重量。一个二次电源可配带14个均衡管理器，完成14只单体电池串联模块均衡功能。若多于14节串联电池可再拓展二次电源输出路数，以配置更多均衡管理器，完成多节串联电池均衡管理。该设计扩展性极强，可根据电池组合情况进行扩展，应用范围广，满足各种卫星平台需求。

2、本发明主要由浪涌抑制电路、输入滤波电路、启动电路、功率变换电路、PWM控制电路、指令控制电路、稳压反馈控制、过流保护电路、过压保护电路、整流滤波电路等组成，采用级联DC-DC变换器，即先用BUCK前馈控制，后加推挽磁隔离控制输出，这种方案的主要优点是方案结构简单，后级可以多路输出，满足小型化设计需求。

附图说明

图1是本发明二次电源系统拓扑图；

图2是本发明BUCK驱动电路图；

图3是本发明推挽变换电路图；

图4是本发明PWM控制电路图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1至图4。

实施例1

多路可控隔离输出二次电源模块包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、BUCK驱动电路、推挽隔离功率变换电路、PWM控制电路、过压过流保护电路及整流输出电路。28V母线进入二次电源后通过滤波电路一次滤波，然后通过BUCK和降压推挽隔离变换电路完成多路隔离+12V的电源变换，为SE(空间均衡管理器)供电。

1、BUCK驱动电路实现方式：

Buck驱动电路采用隔离驱动方式，如附图2所示，T2、T3是隔离变压器，R8、R7是驱动电阻，R11、R12是防止静电电阻。本电路前级BUCK电路采用的双管并联BUCK电路，其目前使得前级降压在一个合理的范围，提高效率。T2、T3脉宽调制器的两路相位相反的驱动信号，使得两支功率管交替导通。进过BUCK变换后的输出电压在20V左右。

2、推挽功率变换电路实现方式：

在本方案设计中，推挽功率变换属于二级变换，主要功能是将其Buck已经调节的电源继续变换，使其达到设计目标要求。如附图3所示，该电路R28、R32是驱动电阻，R29、R32是防静电电阻，R30、R31、C46、C61是消尖峰电路提高效率。推挽电路采用的是直驱方式，Q5、Q6两支功率管的脉冲宽度是固定不变的，无需调宽。整个系统的稳定是通过BUCK开关管脉宽来实现的。

3、PWM控制电路实现方式：

在开关电源中，产生PWM控制信号的方法主要有两种：模拟PWM控制集成电路与数字PWM控制集成电路。模拟PWM控制集成电路具有成本低、控制反馈环路稳定、动态响应好、调节精度高、抗干扰性好等优点，以此目前被广泛应用。本设计所选用的就是模拟PWM控制集成电路芯片来实现开关管的驱动，如附图4所示。

为了满足DC-DC模块高频化的技术要求，PWM控制器的选择至关重要。对于选定的设计，需要两路极性相反的驱动信号，每路幅值相等相位相差180°，工作频率为200kHz左右，UNITRODE公司的UC1825，开关频率可以达到1000kHz，降额使用后，也能够达到800kHz，满足设计要求。UC1825为单片集成高速脉宽调制器。UC1825为国际通用的高频脉宽调制器，具有电压型和电流型兼容的特点，输出驱动级为双端图腾柱输出，峰值电流达到1.5A，电路的传输延迟时间仅50ns，实现了信号的高速传送。该控制器能够提供关断、欠压锁定、软启动、电流检测、占空比钳位等功能，稳定性好，非常适合于高频模块化电源的设计和选用。该器件在工作频率、驱动能力、响应速度、抗辐照及设计所需要的各种功能方面均能满足DC-DC模块的设计要求。

本实施例具有所述的小型化、重量轻、结构简单，后级可以多路输出，应用范围广，满足各种卫星平台需求等优点。

Claims (6)

1.一种多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：多路可控隔离输出二次电源模块包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、BUCK驱动电路、推挽隔离功率变换电路、PWM控制电路及整流输出电路；28V母线进入二次电源后通过输入滤波电路一次滤波，然后通过BUCK驱动电路和降压推挽隔离功率变换电路完成多路隔离+12V的电源变换，由整流输出电路为SE空间均衡管理器供电。

2.根据权利要求1所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：多路可控隔离输出二次电源模块设有过压过流保护电路，防止电源过压或过流输出。

3.根据权利要求1所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：Buck驱动电路采用隔离驱动方式，设有隔离变压器、驱动电阻、防止静电电阻连接构成，前级BUCK电路采用双管并联BUCK电路，使得前级降压，提高效率；隔离变压器脉宽调制器的两路相位相反的驱动信号，使得两支功率管交替导通。

4.根据权利要求1所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：推挽隔离功率变换电路属于二级变换，将Buck驱动电路已经调节的电源继续变换，隔离功率变换电路采用的是直驱方式。

5.根据权利要求1所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：PWM控制电路采用模拟PWM控制集成电路芯片，实现开关管的驱动。

6.根据权利要求5所述的多路可控隔离输出二次电源模块，其特征是：PWM控制电路有两路极性相反的驱动信号，每路幅值相等相位相差180度，工作频率为190-210kHz。