CN207074956U - 带有多种功能的低噪声电源组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有多种功能的低噪声电源组件，包括：多路DC/DC转换电路、与所述DC/DC转换电路连接的线性稳压电路、与所述DC/DC转换电路连接的外频率同步电路、与所述DC/DC转换电路输出端连接的输出滤波网络，本实用新型采用脉宽调制器外频率同步电路技术和专用输出滤波网络技术，本实施例增加外频率同步电路，将电路中所有的脉宽调制器同步，工作频率设计在400KHz左右；同时电源增设输出滤波网络，电感采用共模滤波电感，正负输出绕在同一个磁环上，三线对称，输出滤波电容使用22微法和2.2微法容值，通过确定出共模电感的有关参数，彻底解决了雷达系统中因多种频率源造成的噪声干扰问题。

Description

带有多种功能的低噪声电源组件

技术领域

本实用新型属于航天、航空电子仪器设备供电技术领域，具体涉及一种带有多种功能的低噪声电源组件。

背景技术

随着军用多普勒雷达设备逐渐向高可靠、高精度、高分辨率发展，对多路低噪声电源组件的要求也越来越高，不但对其技术、工艺、质量要求越来越高，而且对其功能、低输出噪声要求越来越高。由于输出路数较多，解决多路电路同时工作频率相互干扰及系统输出噪声大问题成为该类产品研究的技术难点。

实用新型内容

为了解决雷达系统中因多种频率源造成的噪声干扰问题，本实用新型提供了一种带有多种功能的低噪声电源组件。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

带有多种功能的低噪声电源组件，包括：

多路DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的工作电压由线性电源提供，多路所述DC/DC转换电路的输出电压不同；

与所述DC/DC转换电路连接的线性稳压电路，该线性稳压电路对DC/DC转换电路中的负电压起稳压作用；

与所述DC/DC转换电路连接的外频率同步电路，该外频率同步电路用于同步并稳定DC/DC转换电路中的振荡频率；

与所述DC/DC转换电路输出端连接的输出滤波网络，该输出滤波网络用于降低电源的输出纹波和噪声。

上述的一种带有多种功能的低噪声电源组件，还包括外控制电路，用于对某一DC/DC转换电路输出的电压进行智能控制。

上述的一种带有多种功能的低噪声电源组件，还包括与多路所述DC/DC转换电路连接的输出保护电路，所述输出保护电路采用输出电流取样，用于调制DC/DC转换电路的脉冲宽度，达到保护作用；所述输出保护电路还具备输出过压和输出过流、短路的保护作用。

上述的一种带有多种功能的低噪声电源组件，还包括与多路所述DC/DC转换电路连接的输入保护电路，所述输入保护电路采用对输入电压的分压取样，对DC/DC转换电路的输入电压进行保护；所述输入保护电路还具备对输入过压和输入欠压的保护。

上述的一种带有多种功能的低噪声电源组件，多路所述DC/DC转换电路均包括芯片IC1，型号为UC2843，芯片IC1的1、2引脚之间并接电容C7和电阻R8，芯片IC1的2引脚依次连接电阻R9、电阻R11后接地；三极管IC4-a的E极连接电阻R11后接地，三极管IC4-a的C极接芯片IC1的8引脚，芯片IC1的8引脚串接电阻R7后与芯片IC1的3引脚连接，芯片IC1的3、4引脚之间并接电阻R12、电容C8，芯片IC1的4引脚依次连接电容C5、电阻R1后接地，芯片IC1的4引脚连接电阻R6后与电阻R7串联；芯片IC1的5引脚接地；芯片IC1的3引脚依次串接电阻R10、电阻R4后接地，电容C9还与电阻R10、电阻R4并联；芯片IC1的6引脚串接电阻R3后与场效应管T6的G引脚连接，场效应管T6的G、S引脚之间还并接电阻R2，场效应管T6的S引脚串接电阻R4后接地；芯片IC1的7引脚与三极管T1的E极连接，三极管T1的E极还连接电容C10后接地；

电源依次串接电感L1、二极管D2、电阻R13后与三极管T1的C极连接，三极管T1的B极与稳压管D3连接；电源依次串接电感L1、电阻R14、稳压管D3后接地；互感器TF1的3引脚依次串接电阻R19、电容C12、C13后接地，场效应管T6的D引脚与变压器TF1的3引脚连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用脉宽调制器外频率同步电路技术和专用输出滤波网络技术，本实施例增加外频率同步电路，将电路中所有的脉宽调制器同步，工作频率设计在400KHz左右；同时电源增设输出滤波网络，电感采用共模滤波电感，正负输出绕在同一个磁环上，三线对称，输出滤波电容使用22微法和2.2微法容值，通过确定出共模电感的有关参数，彻底解决了雷达系统中因多种频率源造成的噪声干扰问题。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的电路方框图；

图2是DC/DC转换电路原理图；

图3是线性稳压电路原理图；

图4是外频率同步电路原理图；

图5是输出滤波网络电路原理图；

图6是外控制电路原理图；

图7是输出保护电路原理图；

图8是输入保护电路原理图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

为了解决雷达系统中因多种频率源造成的噪声干扰问题，本实施例提供了一种如图1所示的带有多种功能的低噪声电源组件，包括：

多路DC/DC转换电路，DC/DC转换电路的工作电压由线性电源提供，多路DC/DC转换电路的输出电压不同；

与DC/DC转换电路连接的线性稳压电路，该线性稳压电路对DC/DC转换电路中的负电压起稳压作用；

与DC/DC转换电路连接的外频率同步电路，该外频率同步电路用于同步并稳定DC/DC转换电路中的振荡频率；

与DC/DC转换电路输出端连接的输出滤波网络，该输出滤波网络用于降低电源的输出纹波和噪声。

还包括外控制电路，用于对某一DC/DC转换电路输出的电压进行智能控制。还包括与多路DC/DC转换电路连接的输出保护电路，输出保护电路采用输出电流取样，用于调制DC/DC转换电路的脉冲宽度，达到保护作用；输出保护电路还具备输出过压和输出过流、短路的保护作用。还包括与多路DC/DC转换电路连接的输入保护电路，输入保护电路采用对输入电压的分压取样，对DC/DC转换电路的输入电压进行保护；输入保护电路还具备对输入过压和输入欠压的保护。

多路DC/DC转换电路均包括芯片IC1，芯片IC1的1、2引脚之间并接电容C7和电阻R8，芯片IC1的2引脚依次连接电阻R9、电阻R11后接地；三极管IC4-a的E极连接电阻R11后接地，三极管IC4-a的C极接芯片IC1的8引脚，芯片IC1的8引脚串接电阻R7后与芯片IC1的3引脚连接，芯片IC1的3、4引脚之间并接电阻R12、电容C8，芯片IC1的4引脚依次连接电容C5、电阻R1后接地，芯片IC1的4引脚连接电阻R6后与电阻R7串联；芯片IC1的5引脚接地；芯片IC1的3引脚依次串接电阻R10、电阻R4后接地，电容C9还与电阻R10、电阻R4并联；芯片IC1的6引脚串接电阻R3后与场效应管T6的G引脚连接，场效应管T6的G、S引脚之间还并接电阻R2，场效应管T6的S引脚串接电阻R4后接地；芯片IC1的7引脚与三极管T1的E极连接，三极管T1的E极还连接电容C10后接地；

电源依次串接电感L1、二极管D2、电阻R13后与三极管T1的C极连接，三极管T1的B极与稳压管D3连接；电源依次串接电感L1、电阻R14、稳压管D3后接地；互感器TF1的3引脚依次串接电阻R19、电容C12、C13后接地，场效应管T6的D引脚与变压器TF1的3引脚连接。

如图1所示，多功能低噪声电源组件由七部分组成。

第一部分是DC/DC转换电路，如图2所示，它是整个设计的核心部分。主要由脉宽调制器IC1(型号为UC2843)组成，工作电压由线性电源提供，稳压管D3稳压值为12V，三极管T1起放大作用，决定脉宽调制器工作电压是11.5V左右，C10为滤波电容。脉宽调制器参考电压为5V，R6、C5是振荡电阻和振荡电容，工作频率为400KHz左右。输入输出隔离，光耦反馈，IC5为三端稳压器，R34和R35是输出电压取样电阻，其阻值和稳压器的参考电压决定输出电压大小。这部分电路在模块中共有三路，其中一路转换输出+5V电压，另外两路均转换输出±12V电压。

第二部分是线性稳压电路，如图3所示，由于在DC/DC转换电路中采用负电压跟随正电压变化的方式，负电压可能存在偏高现象，因此在DC/DC转换电路负电压输出端增加一级线性稳压。主要由一种低压差稳压器IC7组成，型号为LM2991。电路图中R30和R31是输出电压取样电阻，与稳压器调整端参考电压决定输出电压大小，控制端接地。这部分电路在模块中共有两路，均设计在-12V输出电压前，起二次稳压作用。

第三部分是外频率同步电路，如图4所示，同步频率为400KHz±20KHz的TTL信号，其作用是将三路DC/DC转换电路中的振荡频率同步并稳定在400KHz左右，提高电源适应环境温度变化的能力，降低电源对外环境的噪声干扰。主要由开关三极管和T3和变压器TF组成，电路工作电压为+5V，与电源输出端共地，外输入频率为400KHz，三极管起驱动作用，变压器起隔离驱动作用，驱动脉冲经过隔离电容C4输入到三路脉宽调制器的振荡端，将三路各自独立的电源工作频率同步，这样能够有效控制整体电源的噪声频谱。

第四部分是输出滤波网络，如图5所示，其作用降低电源的输出纹波和噪声。主要由共模滤波电感和滤波电容组成，±12V输出电感采用三线绕法，+5V输出电感采用双线绕法，输出滤波电容采用陶瓷电容。

第五部分是外控制电路，如图6所示，主要对输出电压A和输出电压B进行智能控制。主要由一个MOS管组成，当控制端输入高电平信号时，MOS管导通工作，通过光耦传导反馈给脉宽调制器，使得输出驱动脉冲占空比减小，进而降低或关断输出电压。这部分电路只用在整机信号发射部分工作电压±12V，高电平(≥3V)时关断输出电压，低电平(≤1.5V)或悬空或接地时，输出电压工作正常。

第六部分是输出保护电路，如图7所示，采用输出电流取样，信号放大并反馈给脉宽调制器，调制脉冲宽度，达到保护作用，同时具备输出过压和输出过流、短路的保护作用。主要由一个运放和一个光耦组成，R37为电流检测电阻，R27、R28为信号放大反馈电阻，T4为驱动三极管，光耦IC2起隔离反馈作用，稳压管D7稳压值高于输出电压，当检测放大信号或输出过电压击穿稳压管D7时，驱动三极管，光耦导通工作，脉宽调制器的参考电压+5V施加给电流检测端，减小输出脉冲占空比，降低输出电压，达到输出过压和过流、短路保护作用。

第七部分是输入保护电路，如图8所示，采用对输入电压的分压取样，关断脉宽调制器的供电系统，达到保护作用，同时具备输入过压和输入欠压保护作用。主要由三端稳压器IC6和三极管T2组成，D1为瞬变电压抑制二极管，当输入电压+28V上升到一定程度时，电阻R15和R16之间的分压大于三端稳压器的基准电压，稳压器阳阴两极导通工作，将稳压管D3稳压值12V降低，同时将脉宽调制器工作电压降低到关闭电压点以下，脉宽调制器停止工作，达到过压保护作用。当输入电压降低到一定程度时，三极管T2的基极电压低于稳压管D3稳压值12V，同样降低脉宽调制器的工作电压，起到欠压保护作用。

脉宽调制器IC1型号为UC2843，低压差稳压器IC7的型号为LM2991；

TF1为罐式变压器，自主绕制，在电路中起功率转换、传输作用；

IC4-a、IC4-b为为光电耦合器，因DC/DC转换电路输入与输出隔离，通过光电耦合器将输出电压采样信号反馈给脉宽调制器，控制脉宽大小，起电压信号隔离反馈作用。

工艺方面采用集成电路表面贴装工艺技术，混合集成。本实施例的外形结构采用铝制壳体，表面本色绝缘氧化处理，腔体内采用导热灌封胶灌封，元器件采取必要的降额设计并进行严格的工艺筛选，表贴元件采用再流焊工艺；将大功率发热元件如MOS管、二极管等贴装于外壳底面上，利用传导散热将热量发散出去，在产品正常工作时其内部元件有一个合理的热应力环境。输出端采用标准的DB25PZ型连接器，使用方便、可靠。

在样品研制时，电源组件输出噪声过大，造成系统中正常信号被噪声信号几乎淹没，且有一个强干扰信号从高频段向低频段缓慢移动，与雷达正常信号接近时，系统无法正确捕捉正常信号，整个系统性能下降。为了解决干扰信号的频谱复杂和漂移问题，增加外频率同步电路，将电路中所有的脉宽调制器同步，工作频率设计在400KHz左右；同时电源增设输出滤波网络，电感采用共模滤波电感，正负输出绕在同一个磁环上，三线对称，输出滤波电容使用22微法和2.2微法容值。通过实验，确定出共模电感的有关参数。结合以上两种技术方法，系统噪声大幅降低，系统正常信号凸显，最重要的是系统中漂移的干扰信号再没有出现，彻底解决了雷达系统中因多种频率源造成的噪声干扰问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.带有多种功能的低噪声电源组件，其特征在于，包括：

多路DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的工作电压由线性电源提供，多路所述DC/DC转换电路的输出电压不同；

与所述DC/DC转换电路连接的线性稳压电路，该线性稳压电路对DC/DC转换电路中的负电压起稳压作用；

与所述DC/DC转换电路连接的外频率同步电路，该外频率同步电路用于同步并稳定DC/DC转换电路中的振荡频率；

与所述DC/DC转换电路输出端连接的输出滤波网络，该输出滤波网络用于降低电源的输出纹波和噪声。

2.如权利要求1所述的带有多种功能的低噪声电源组件，其特征在于，还包括外控制电路，用于对某一DC/DC转换电路输出的电压进行智能控制。

3.如权利要求1所述的带有多种功能的低噪声电源组件，其特征在于，还包括与多路所述DC/DC转换电路连接的输出保护电路，所述输出保护电路采用输出电流取样，用于调制DC/DC转换电路的脉冲宽度，达到保护作用；所述输出保护电路还具备输出过压和输出过流、短路的保护作用。

4.如权利要求3所述的带有多种功能的低噪声电源组件，其特征在于，还包括与多路所述DC/DC转换电路连接的输入保护电路，所述输入保护电路采用对输入电压的分压取样，对DC/DC转换电路的输入电压进行保护；所述输入保护电路还具备对输入过压和输入欠压的保护。

5.如权利要求1-4任一项所述的带有多种功能的低噪声电源组件，其特征在于，多路所述DC/DC转换电路均包括芯片IC1，型号为UC2843，芯片IC1的1、2引脚之间并接电容C7和电阻R8，芯片IC1的2引脚依次连接电阻R9、电阻R11后接地；三极管IC4-a的E极连接电阻R11后接地，三极管IC4-a的C极接芯片IC1的8引脚，芯片IC1的8引脚串接电阻R7后与芯片IC1的3引脚连接，芯片IC1的3、4引脚之间并接电阻R12、电容C8，芯片IC1的4引脚依次连接电容C5、电阻R1后接地，芯片IC1的4引脚连接电阻R6后与电阻R7串联；芯片IC1的5引脚接地；芯片IC1的3引脚依次串接电阻R10、电阻R4后接地，电容C9还与电阻R10、电阻R4并联；芯片IC1的6引脚串接电阻R3后与场效应管T6的G引脚连接，场效应管T6的G、S引脚之间还并接电阻R2，场效应管T6的S引脚串接电阻R4后接地；芯片IC1的7引脚与三极管T1的E极连接，三极管T1的E极还连接电容C10后接地；

电源依次串接电感L1、二极管D2、电阻R13后与三极管T1的C极连接，三极管T1的B极与稳压管D3连接；电源依次串接电感L1、电阻R14、稳压管D3后接地；互感器TF1的3引脚依次串接电阻R19、电容C12、C13后接地，场效应管T6的D引脚与变压器TF1的3引脚连接。