CN205039715U - 集成一体化高压宽范围双路输出电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，包括桥式整流电路、滤波电路、主控电路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路。交流输入经桥式整流电路整流，再经输入滤波电路滤波，由主控电路控制变压器T1耦合输出，再经输出滤波电路和稳压电路输出稳定的双路直流电压；主控电路由主控功率芯片U1及其附属电路实现，U1采用7-DIP封装形式的芯片FSL4110LR。输入电压范围达到了AC85V-460V，解决了AC380V小功率辅助电源的问题。本实用新型提高了电源模块的工作效率，效率在80%以上，无需外接散热器，减小了模块的体积，使高压输入的电源模块化、标准化、系列化和小型化，易于工业批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源模块，具体地说，涉及一种集成一体化高压宽范围双路输出电源模块。
背景技术
通常情况下，交流输入AC380V转换直流电压的变换器一般以工频50Hz的变压器转换成低压交流电，再经过整流滤波，由开关或线性芯片转换成双路直流电。由于市电网AC380V±20%的范围，频率为50Hz，所以其电源受到工频变压器的限制，体积较大，重量较重，效率低。如图1中变压器T1为保证足够的功率余量和在输入拉偏范围内保证输出功率，其自身功率在15-20W左右，其体积超过70mm*70mm*50mm，重量也在400g以上。由于功率较小，芯片IC1、IC2工作方式又为线性模式，其实测效率在40%-60%之间。由于效率较低，其发热量很大，其散热也需要很大的散热片，其整体重量会达到800g左右。针对此种情况，研发一种小型化、高频率、模块化的AC/DC高压宽范围双路输出电源模块，代替传统的工频变压器方式的双路输出电源，将成为未来电源领域发展的方向。
实用新型内容
本实用新型正是为了解决上述技术问题而设计的一种集成一体化高压宽范围双路输出电源模块。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，包括桥式整流电路、滤波电路、主控电路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路。交流输入经桥式整流电路整流，再经输入滤波电路滤波，由主控电路控制变压器T1耦合输出，再经输出滤波电路和稳压电路输出稳定的双路直流电压；主控电路由主控功率芯片U1及其附属电路实现，U1采用7-DIP封装形式的芯片FSL4110LR，U1的6和7脚与变压器T1初级的3脚相连，反馈电路从二极管D4阴极处采样后经光电耦合器U2反馈至U1的3脚，保护电路自变压器T1初级4脚取样，经二极管D2，三极管Q1连接至主控功率芯片U1的2脚；U1的1脚与变压器T1初级5脚相连；变压电路采用低高度EPC17高频变压器作为功率变压器，即变压器T1，变压器T1的具体绕法为：初级-反馈-次级-初级，次级采用双线并绕后分别接两个二极管进行整流，实现次级两组绕制最佳耦合性，其中变压器T1次级一路同名端10脚接二极管D6阳极，二极管D6阴极通过储能电感L3接输出地，异名端9脚接输出-5V，滤波电容C20正极与二极管D6阴极相连，滤波电容C20负极接输出-5V，滤波电容C21和C22跨接在输出地和输出-5V之间；变压器T1次级另一路同名端8脚接二极管D4阳极，二极管D4阴极通过储能电感L2接输出+5V，异名端7脚通过电容C18接地，滤波电容C14正极与二极管D4阴极相连，滤波电容C14负极接异名端7脚，滤波电容C15和C16跨接在输出+5V和异名端7脚之间。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其输入电压覆盖AC85-460V，双路为对称性负载，输出电压均覆盖DC3.3V-DC20V，输入与输出隔离电压不低于AC2000V。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其桥式整流电路D5采用贴片封装，桥式整流电路所用芯片D5为贴片封装，跨接在芯片D5的2脚与变压器T1初级异名端1脚之间的储能电感L1，以及跨接在D6阴极与GND之间的储能电感L2，和跨接在D4阴极与输出+5V之间的储能电感L3均采用大电感量电感，滤波电容采用耐高压电容。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其变压器T1采用体积为18.2mm*23.2mm*9.9mm的EPC17变压器，电源模块整体不包括引脚高度为24毫米。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块采用塑封外壳结构，内部实体封装的方式来提高一体化散热能力、稳定性和绝缘度。
本实用新型具有下列优点：
1、体积为70mm×48mm×24mm，满足小型化、模块化趋势；
2、平面散热方式，自然散热效果更好，无需外加散热措施即可使用；
3、标准化、系列化产品设计，可适应高压宽范围全球通用AC85-460V输入电压、输出电压和功率等参数要求，适应性更广；
4、空载损耗、绝缘满足CCC和CE标准。
本实用新型的有益效果是提高了模块的工作效率，效率在80%以上，无需外接散热器散热，减小了模块的体积，使高压输入的电源模块化、标准化、系列化和小型化，易于工业批量生产。
附图说明
图1为普通的AC380V±20%输入电源线性芯片原理图。
图2为本实用新型AC85-460V输入、双路输出开关电源原理图。
图3为本实用新型MT6电源模块外形主视图。
图4为本实用新型MT6电源模块外形正视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图2所示，本实用新型集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，包括桥式整流电路、滤波电路、主控电路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路。交流输入经桥式整流电路整流，再经输入滤波电路滤波，由主控电路控制变压器T1耦合输出，再经输出滤波电路和稳压电路输出稳定的双路直流电压；主控电路由主控功率芯片U1及其附属电路实现，U1采用7-DIP封装形式的芯片FSL4110LR，U1的6和7脚与变压器T1初级的3脚相连，反馈电路从二极管D4阴极处采样后经光电耦合器U2反馈至U1的3脚，保护电路自变压器T1初级4脚取样，经二极管D2，三极管Q1连接至主控功率芯片U1的2脚；U1的1脚与变压器T1初级5脚相连；变压电路采用低高度EPC17高频变压器作为功率变压器，即变压器T1，变压器T1的具体绕法为：初级-反馈-次级-初级，次级采用双线并绕后分别接两个二极管进行整流，实现次级两组绕制最佳耦合性，其中变压器T1次级一路同名端10脚接二极管D6阳极，二极管D6阴极通过储能电感L3接输出地，异名端9脚接输出-5V，滤波电容C20正极与二极管D6阴极相连，滤波电容C20负极接输出-5V，滤波电容C21和C22跨接在输出地和输出-5V之间；变压器T1次级另一路同名端8脚接二极管D4阳极，二极管D4阴极通过储能电感L2接输出+5V，异名端7脚通过电容C18接地，滤波电容C14正极与二极管D4阴极相连，滤波电容C14负极接异名端7脚，滤波电容C15和C16跨接在输出+5V和异名端7脚之间。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其输入电压覆盖AC85-460V，双路为对称性负载，输出电压均覆盖DC3.3V-DC20V，输入与输出隔离电压不低于AC2000V。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其桥式整流电路D5采用贴片封装，桥式整流电路所用芯片D5为贴片封装，跨接在芯片D5的2脚与变压器T1初级异名端1脚之间的储能电感L1，以及跨接在D6阴极与GND之间的储能电感L2，和跨接在D4阴极与输出+5V之间的储能电感L3均采用大电感量电感，滤波电容采用耐高压电容。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其变压器T1采用体积为18.2mm*23.2mm*9.9mm的EPC17变压器，电源模块整体不包括引脚高度为24毫米。
所述集成一体化高压宽范围双路输出电源模块采用塑封外壳结构，内部实体封装的方式来提高一体化散热能力、稳定性和绝缘度。
本系列产品采用一体化控制和主控功率芯片FSL4110LR进行主控制和主功率开关，日化KXJ系列超小型高压高容量滤波电容做工频滤波，EPC17高频变压器作为功率变压器，采用稳定控制其中一路输出电压，另一路输出通过变压器的耦合性控制，实现双路输出电压精度的稳定度，定制的外壳进行一体化固定和散热，做到电源模块小型化，体积为70mm×48mm×24mm，外形尺寸见图3和4，国内代表产品所述的特性和高度尺寸见下表。
国内代表产品所述的特性和高度尺寸
FSL4110LR工作模式为间歇工作模式。为最大程度地降低待机模式下的功耗，FSL4110LR会进入突发模式。随着负载降低，反馈电压也会降低。当反馈电压降至VBURL(400mV)以下时，器件自动进入间歇模式。此时，开关操作将停止，输出电压开始降低，降低的速率取决于待机电流负载。这会导致反馈电压上升。一旦此值超过VBURH(500mV)，开关操作将恢复。反馈电压随之降低，此过程重复。间歇模式会交替使能和禁用SenseFET的开关操作，从而降低待机模式下的开关损耗。另外，还减少了可听噪声软间歇。FSL4110LR还有许多功能，如可选择的输入过压保护点、关断式的输出过流保护、保护功能的自动重启等。
主控功率芯片FSL4110LR具有以下特点：
（1）FSL4110LR具有1000V耐压的SenseFET，所以此功率芯片能满足AC85-460V输入的宽输入范围；
（2）4脚的电压高低可以调整电源模块输入过压保护的高低；
（3）输出过流保护为关断式，当超过设定电流时输出电流输出电压关断，当电流恢复到设定值时，自动恢复输出；
（4）内置硬启动和软启动电路，保护功能的安全自动重启时间固定为1.6S。芯片内部采用软间歇模式操作最大程度的降低了音频噪声。
采用低高度EPC17变压器来绕制高频变压器以满足高效率、高耦合和高绝缘的需要，采用稳定控制其中一路输出电压，另一路输出通过变压器的耦合性控制；由于功率较小为6W，电源模块采用塑封外壳结构，内部实体封装的方式来保证一体化散热、稳定性和较高的绝缘性。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，包括桥式整流电路、滤波电路、主控电路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路；其特征在于：交流输入经桥式整流电路整流，再经输入滤波电路滤波，由主控电路控制变压器T1耦合输出，再经输出滤波电路和稳压电路输出稳定的双路直流电压；主控电路由主控功率芯片U1及其附属电路实现，U1采用7-DIP封装形式的芯片FSL4110LR，U1的6和7脚与变压器T1初级的3脚相连，反馈电路从二极管D4阴极处采样后经光电耦合器U2反馈至U1的3脚，保护电路自变压器T1初级4脚取样，经二极管D2，三极管Q1连接至主控功率芯片U1的2脚；U1的1脚与变压器T1初级5脚相连；变压电路采用低高度EPC17高频变压器作为功率变压器，即变压器T1，变压器T1的具体绕法为：初级-反馈-次级-初级，次级采用双线并绕后分别接两个二极管进行整流，实现次级两组绕制最佳耦合性，其中变压器T1次级一路同名端10脚接二极管D6阳极，二极管D6阴极通过储能电感L3接输出地，异名端9脚接输出-5V，滤波电容C20正极与二极管D6阴极相连，滤波电容C20负极接输出-5V，滤波电容C21和C22跨接在输出地和输出-5V之间；变压器T1次级另一路同名端8脚接二极管D4阳极，二极管D4阴极通过储能电感L2接输出+5V，异名端7脚通过电容C18接地，滤波电容C14正极与二极管D4阴极相连，滤波电容C14负极接异名端7脚，滤波电容C15和C16跨接在输出+5V和异名端7脚之间。
2.根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其特征在于：输入电压覆盖AC85-460V，双路为对称性负载，输出电压均覆盖DC3.3V-DC20V，输入与输出隔离电压不低于AC2000V。
3.根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其特征在于：桥式整流电路所用芯片D5为贴片封装，跨接在芯片D5的2脚与变压器T1初级异名端1脚之间的储能电感L1，以及跨接在D6阴极与GND之间的储能电感L2，和跨接在D4阴极与输出+5V之间的储能电感L3均采用大电感量电感，滤波电容采用耐高压电容。
4.根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其特征在于：变压器T1采用体积为18.2mm*23.2mm*9.9mm的EPC17变压器，电源模块整体不包括引脚高度为24毫米。
5.根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围双路输出电源模块，其特征在于：电源模块采用塑封外壳结构，内部实体封装的方式来提高一体化散热能力、稳定性和绝缘度。
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|---|---|---|---|---|
| CN106253688A (zh) * | 2016-09-27 | 2016-12-21 | 航天长峰朝阳电源有限公司 | 一种多管脚双路跟随可调电源模块 |
| CN106602899A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-04-26 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种核电站堆芯核测系统使用的高性能电源模块 |
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2015
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