CN206060562U - 一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源测试领域，特别是一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路。包括变压器、第一控制电路、第二控制电路、第一可控开关组、第二可控开关组、滤波电路及整流电路；所述第一可控开关组包括串接的第一可控开关和第二可控开关；所述第二可控开关组包括船串接的第三可控开关和第四可控开关；所述第一控制电路与第一可控开关组连接，用于控制第一可控开关组中可控开关的通断；所述第二控制电路与第二可控开关组连接，用于控制第二可控开关组中可控开关的通断；所述第一可控开关与第二可控开关连接处与所述变压器原边的第一端头连接；所述第三可控开关与第四可控开关的连接处与所述变压器原边第二端头连接；所述变压器的副边通过所述滤波电路与所述整流电路连接。

Description

一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路

技术领域

本实用新型涉及电源测试领域，特别是一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路。

背景技术

通常，在进行与直流电源相关的测试时,工程师必须汇集和配置多台仪器,才能完成直流供电和测量任务。在执行这些复杂任务时,可能会同时接到多台测试仪器,从而增加出错的风险；为此,工程师可能选择远比手动测试复杂的自动测试，但自动化测试任务虽然会减少人工错误,但编写和调试程序对已经超负荷工作的研发工程师进一步增加了工作量。而直流电源分析仪的出现避免了工程师使用多台设备以及测试前进行复杂的调试。电源分析仪通过其内置的电流动态测量能力可测量流入DUT的电流,而不需要诸如电流探头和分流器这类传感器；直流电源分析仪无需开发控制和测量程序，所有功能和测量都集成在同一设备中，也无需PC、驱动程序和软件,相当于把与设置相关的工作量减少了90%以上；用户使用独立测试设备则要用2天时间才能完成的直流供电和测量测试任务，使用直流电源分析仪可在5分钟内就能完成。而通常，直流电源分析仪中集成有万用表模块、示波器模块、任意波形发生模块、数据记录模块以及多个直流电源模块，其中，多个具有不同输出功率的直流电源模块无疑是电源分析仪的最核心器件之一，而直流电源模块的功率转换电路更是负担着最核心的功率转换任务，该电路模块的稳定性直接关系着整个电源模块是否稳定可靠。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于针对直流电源分析仪中各个电源模块的功率转换电路对稳定性的需求，提供一种工作稳定的，适用于电源分析仪中特定电源模块的功率转换电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路，包括变压器、第一控制电路、第二控制电路、第一可控开关组、第二可控开关组、滤波电路及整流电路；

所述第一可控开关组包括串接的第一可控开关和第二可控开关；所述第二可控开关组包括船串接的第三可控开关和第四可控开关；所述第一控制电路与第一可控开关组连接，用于控制第一可控开关组中可控开关的通断；所述第二控制电路与第二可控开关组连接，用于控制第二可控开关组中可控开关的通断；

所述第一可控开关与第二可控开关连接处与所述变压器原边的第一端头连接；所述第三可控开关与第四可控开关的连接处与所述变压器原边第二端头连接；

所述变压器的副边通过所述滤波电路与所述整流电路连接。通常的电源中的功率转换电路并不会再改整流电路前设置该滤波电路，本实用新型中，该滤波电路的作用是减小变压器输出的纹波，在对变压器输出信号整流前进行预调整，该电路的增加在一定程度上牺牲了信号处理效率，但是本实用新型在整流电路前设置该电路却有效减小了输出信号的尖峰，让输出信号的纹波得到大大的改善。

进一步的，所述第一控制电路包括第一PWM驱动芯片、第一整形电路、第二整形电路、第一尖峰吸收电路及第二尖峰吸收电路；

所述第二控制电路包括第二PWM驱动芯片、第三整形电路、第四整形电路、第三尖峰吸收电路及第四尖峰吸收电路；

所述第一PWM驱动芯片及第二PWM驱动芯片均包含两个输入端口，分别用于接收互相反相的第一控制信号及第二控制信号；

所述第一PWM驱动芯片的第一输出端通过第一整形电路与第一可控开关的控制端连接；所述第一PWM驱动芯片的第二输出端通过第二整形电路与第二可控开关的控制端连接；所述第一PWM驱动芯片的第三输出端和第一可控开关与第二可控开关的连接端相连，用于输出参考电压至第一可控开关、第二可控开关；

所述第二PWM驱动芯片的第一输出端通过第三整形电路与第三可控开关的控制端连接；所述第二PWM驱动芯片的第二输出端通过第四整形电路与第四可控开关的控制端连接；所述第二PWM驱动芯片的第三输出端和第三可控开关与第四可控开关的连接端相连，用于输出参考电压至第三可控开关、第四可控开关；

所述第一尖峰吸收电路与所述第一可控开关并接；所述第二尖峰吸收电路与所述第二可控开关并接；所述第三尖峰吸收电路与所述第三可控开关并接；所述第四尖峰吸收电路与所述第四可控开关并接。

进一步的，所述第一尖峰吸收电路、所述第二尖峰吸收电路、第三尖峰吸收电路及所述第四尖峰吸收电路均包括并接的两个电阻及与该并接的两个电阻串接的一电容。

进一步的，所述第一控制电路包括中还包括第一稳压电路、第二稳压电路；所述第一PWM驱动芯片的第一输出端通过第一稳压电路与所述第一整形电路连接；所述第一PWM驱动芯片的第二输出端通过第二稳压电路与所述第二整形电路连接；

所述第二控制电路中还包括第三稳压电路、第四稳压电路；所述第二PWM驱动芯片的第一输出端通过第三稳压电路与所述第三整形电路连接；所述第二PWM驱动芯片的第二输出端通过第四稳压电路与所述第四整形电路连接；

所述第一稳压电路、第二稳压电路、第三稳压电路、第四稳压电路用于在控制信号的幅值超过指定值后接通。

进一步的，所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关为场效应管；

所述第一可控开关的漏极用于接收输入电流，第一可控开关的源极与第二可控开关的漏极连接，第二可控开关的源极接地；所述第一可控开关的源极还与所述变压器原边的第一端头连接；

所述第三可控开关的漏极用于接收输入电流，第三可控开关的源极与第四可控开关的漏极连接，第四可控开关的源极极接地；所述第一可控开关的源极还与所述变压器原边的第二端头连接。

进一步的，所述功率转换电路还包括电流采集电路；所述电流采集电路设置在所述变压器原边与第一可控开关组之间，或，

所述电流采集电路设置在所述变压器原边与第二可控开关组之间。

进一步的，所述电流采集电路为电感；

进一步的，所述滤波电路包括并接的第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，以及与所述第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻串接的第一电容；所述滤波电路与所述变压器的副边并接。

进一步的，所述整流电路为桥式整流电路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的用于电压分析仪电压模块的功率转换电路中，变压器原边的两个端头分别接有一个开关组，每个开关组幼串接的两个可控开关构成；通过两个PWM驱动芯片分别控制两个开关组中可控开关的通断，实现变压器中输入电流方向变化。同时，变压器的输出端在整流电路前设置有滤波电路，有效减小了输出电路的尖峰，改善了纹波特性。

在一些实施例中，控制电路中设置有整流电路，让控制信号的上升沿更加陡峭，从而加快了可控开关的响应速度；控制电路中还设置有尖波吸收电路，有效改善电路特性，防止尖波出现。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2a是本实用新型中第一控制电路及第一开关组的结构框图。

图2b是本实用新型中第二控制电路及第二开关组的结构框图。

图3是本实用新型中变压器、滤波电路及整流电路电路图。

图4a是本实用新型中第一控制电路及第一开关组电路图具体实施例。

图4b是本实用新型中第二控制电路及第二开关组电路图具体实施例。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：如图1所示，本实施例提供一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路，包括变压器T6、第一控制电路200、第二控制电路300、第一可控开关组400、第二可控开关组500、滤波电路600及整流电路700；

所述第一可控开关组400包括串接的第一可控开关和第二可控开关；所述第二可控开关组500包括船串接的第三可控开关和第四可控开关；所述第一控制电路200与第一可控开关组400连接，用于控制第一可控开关组400中可控开关的通断；所述第二控制电路300与第二可控开关组500连接，用于控制第二可控开关组500中可控开关的通断；

所述第一可控开关与第二可控开关连接处与所述变压器T6原边的第一端头TerA连接；所述第三可控开关与第四可控开关的连接处与所述变压器T6原边第二端头TerB连接；

所述变压器T6的副边通过所述滤波电路600与所述整流电路700连接。通常的电源中的功率转换电路并不会再改整流电路700前设置该滤波电路600，本实用新型中，该滤波电路600的作用是减小变压器T6输出的纹波，在对变压器T6输出信号整流前进行预调整，该电路的增加在一定程度上牺牲了信号处理效率，但是本实用新型在整流电路700前设置该电路却有效减小了输出信号的尖峰，让输出信号的纹波得到大大的改善。

进一步的，如图2a、图4a所示，所述第一控制电路200包括第一PWM驱动芯片、第一整形电路、第二整形电路、第一尖峰吸收电路及第二尖峰吸收电路；

如图2b、图4b所示，所述第二控制电路300包括第二PWM驱动芯片、第三整形电路、第四整形电路、第三尖峰吸收电路及第四尖峰吸收电路；

所述第一PWM驱动芯片及第二PWM驱动芯片均包含两个输入端口，分别用于接收互相反相的第一控制信号及第二控制信号；

所述第一PWM驱动芯片的第一输出端通过第一整形电路与第一可控开关的控制端连接；所述第一PWM驱动芯片的第二输出端通过第二整形电路与第二可控开关的控制端连接；所述第一PWM驱动芯片的第三输出端和第一可控开关与第二可控开关的连接端相连，用于输出参考电压至第一可控开关、第二可控开关；所述第一整形电路、第二整形电路用于将通过的PWM控制信号的上升沿变得陡峭，从而加快可控开关响应速度，同样的，其他整形电路也是同样的作用。

所述第二PWM驱动芯片的第一输出端通过第三整形电路与第三可控开关的控制端连接；所述第二PWM驱动芯片的第二输出端通过第四整形电路与第四可控开关的控制端连接；所述第二PWM驱动芯片的第三输出端和第三可控开关与第四可控开关的连接端相连，用于输出参考电压至第三可控开关、第四可控开关；

所述第一尖峰吸收电路与所述第一可控开关并接；所述第二尖峰吸收电路与所述第二可控开关并接；所述第三尖峰吸收电路与所述第三可控开关并接；所述第四尖峰吸收电路与所述第四可控开关并接。

所述第一尖峰吸收电路、所述第二尖峰吸收电路、第三尖峰吸收电路及所述第四尖峰吸收电路均包括并接的两个电阻及与该并接的两个电阻串接的一电容。

所述第一控制电路200包括中还包括第一稳压电路、第二稳压电路；所述第一PWM驱动芯片的第一输出端通过第一稳压电路与所述第一整形电路连接；所述第一PWM驱动芯片的第二输出端通过第二稳压电路与所述第二整形电路连接；

所述第二控制电路300中还包括第三稳压电路、第四稳压电路；所述第二PWM驱动芯片的第一输出端通过第三稳压电路与所述第三整形电路连接；所述第二PWM驱动芯片的第二输出端通过第四稳压电路与所述第四整形电路连接；

所述第一稳压电路、第二稳压电路、第三稳压电路、第四稳压电路用于在控制信号的幅值超过指定值后接通。

所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关为场效应管；

所述第一可控开关的漏极用于接收输入电流，第一可控开关的源极与第二可控开关的漏极连接，第二可控开关的源极接地；所述第一可控开关的源极还与所述变压器T6原边的第一端头TerA连接；

所述第三可控开关的漏极用于接收输入电流，第三可控开关的源极与第四可控开关的漏极连接，第四可控开关的源极极接地；所述第一可控开关的源极还与所述变压器T6原边的第二端头TerB连接。

如图1及图2b、图4b所示，所述功率转换电路还包括电流采集电路800；所述电流采集电路800设置在所述变压器T6原边第一端头TerA与第一可控开关组400之间，或，

所述电流采集电路800设置在所述变压器T6原边第二端头TerB与第二可控开关组500之间。

所述电流采集电路800为电感；

如图3所示，所述滤波电路600包括并接的第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，以及与所述第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻串接的第一电容；所述滤波电路600与所述变压器T6的副边并接。

所述整流电路700为桥式整流电路700。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于电源分析仪电源模块的功率转换电路，其特征在于，包括变压器、第一控制电路、第二控制电路、第一可控开关组、第二可控开关组、滤波电路及整流电路；

所述第一可控开关组包括串接的第一可控开关和第二可控开关；所述第二可控开关组包括船串接的第三可控开关和第四可控开关；所述第一控制电路与第一可控开关组连接，用于控制第一可控开关组中可控开关的通断；所述第二控制电路与第二可控开关组连接，用于控制第二可控开关组中可控开关的通断；

所述第一可控开关与第二可控开关连接处与所述变压器原边的第一端头连接；所述第三可控开关与第四可控开关的连接处与所述变压器原边第二端头连接；

所述变压器的副边通过所述滤波电路与所述整流电路连接。

2.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一控制电路包括第一PWM驱动芯片、第一整形电路、第二整形电路、第一尖峰吸收电路及第二尖峰吸收电路；

所述第二控制电路包括第二PWM驱动芯片、第三整形电路、第四整形电路、第三尖峰吸收电路及第四尖峰吸收电路；

所述第一PWM驱动芯片及第二PWM驱动芯片均包含两个输入端口，分别用于接收互相反相的第一控制信号及第二控制信号；

所述第一PWM驱动芯片的第一输出端通过第一整形电路与第一可控开关的控制端连接；所述第一PWM驱动芯片的第二输出端通过第二整形电路与第二可控开关的控制端连接；所述第一PWM驱动芯片的第三输出端和第一可控开关与第二可控开关的连接端相连，用于输出参考电压至第一可控开关、第二可控开关；

所述第二PWM驱动芯片的第一输出端通过第三整形电路与第三可控开关的控制端连接；所述第二PWM驱动芯片的第二输出端通过第四整形电路与第四可控开关的控制端连接；所述第二PWM驱动芯片的第三输出端和第三可控开关与第四可控开关的连接端相连，用于输出参考电压至第三可控开关、第四可控开关；

所述第一尖峰吸收电路与所述第一可控开关并接；所述第二尖峰吸收电路与所述第二可控开关并接；所述第三尖峰吸收电路与所述第三可控开关并接；所述第四尖峰吸收电路与所述第四可控开关并接。

3.根据权利要求2所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一尖峰吸收电路、所述第二尖峰吸收电路、第三尖峰吸收电路及所述第四尖峰吸收电路均包括并接的两个电阻及与该并接的两个电阻串接的一电容。

4.根据权利要求2所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一控制电路包括中还包括第一稳压电路、第二稳压电路；所述第一PWM驱动芯片的第一输出端通过第一稳压电路与所述第一整形电路连接；所述第一PWM驱动芯片的第二输出端通过第二稳压电路与所述第二整形电路连接；

所述第二控制电路中还包括第三稳压电路、第四稳压电路；所述第二PWM驱动芯片的第一输出端通过第三稳压电路与所述第三整形电路连接；所述第二PWM驱动芯片的第二输出端通过第四稳压电路与所述第四整形电路连接；

所述第一稳压电路、第二稳压电路、第三稳压电路、第四稳压电路用于在控制信号的幅值超过指定值后接通。

5.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关为场效应管；

所述第一可控开关的漏极用于接收输入电流，第一可控开关的源极与第二可控开关的漏极连接，第二可控开关的源极接地；所述第一可控开关的源极还与所述变压器原边的第一端头连接；

所述第三可控开关的漏极用于接收输入电流，第三可控开关的源极与第四可控开关的漏极连接，第四可控开关的源极极接地；所述第一可控开关的源极还与所述变压器原边的第二端头连接。

6.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述功率转换电路还包括电流采集电路；所述电流采集电路设置在所述变压器原边与第一可控开关组之间，或，

所述电流采集电路设置在所述变压器原边与第二可控开关组之间。

7.根据权利要求6所述的功率转换电路，其特征在于，所述电流采集电路为电感。

8.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述滤波电路包括并接的第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，以及与所述第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻串接的第一电容；所述滤波电路与所述变压器的副边并接。

9.根据权利要求1所述的功率转换电路，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路。