CN209344997U - 一种电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源系统，包括PCB板，PCB板包括沿第一方向依次排布的第一印刷区、第二印刷区和第三印刷区，第一印刷区设置有信号输入接口和至少一个滤波器电路，第二印刷区设置有功率因数校正电路、谐振半桥驱动电路、整流电路和供电电路，第三印刷区设置有信号输出接口，功率因数校正电路包括至少两个第一MOS管、至少一个第一电感和至少两个第一电解电容，各第一MOS管设置于PCB板的边缘，并沿第一方向排布。本实用新型提供的电源系统提高了电源系统的转换效率，缩小了电源系统的体积，克服了现有的电源转换效率低、体积大、成本高的问题。

Description

一种电源系统

技术领域

本实用新型实施例涉及电源技术，尤其涉及一种电源系统。

背景技术

随着科技的飞速进步，对电源的需求越来越高，而现有的开关电源工作频率波动大，转换效率较低、电磁兼容能力差，而且不同国家和地区的电磁兼容 (Electro MagneticCompatibility，EMC)标准不同，电源的体积大，成本高。

如何有效的减小体积、降低成本成为电源设计亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电源系统，以解决现有的电源转换效率低、体积大、成本高的问题。

本实用新型实施例提供了一种电源系统，包括：PCB板，PCB板包括沿第一方向依次排布的第一印刷区、第二印刷区和第三印刷区；

第一印刷区设置有信号输入接口和至少一个滤波器电路；第二印刷区设置有功率因数校正电路、谐振半桥驱动电路、整流电路和供电电路；第三印刷区设置有信号输出接口；

功率因数校正电路包括至少两个第一MOS管、至少一个第一电感和至少两个第一电解电容；各第一MOS管设置于PCB板的边缘，并沿第一方向排布；沿第二方向，第一电感与第一MOS管的距离小于第一电解电容与第一MOS管的距离；其中，第一方向与第二方向垂直；

谐振半桥驱动电路包括至少两个第二MOS管和至少一个变压器；第二MOS 管设置于第一电解电容沿第二方向的一侧，变压器设置于第一电解电容沿第一方向的一侧。

进一步地，至少一个滤波器电路包括第一滤波器，

第一滤波器包括镍锌磁环；第一滤波器的两根导电线缠绕方式为双线并绕；

第一滤波器一根导电线为漆包线，另一根导电线为三层绝缘线。

进一步地，该电源系统还包括，

设置于第三印刷区的第二滤波电路，第二滤波电路与信号输出端电连接。

进一步地，该电源系统还包括，

设置于第三印刷区的CAN通信模块，

CAN通信模块为电源隔离供电。

进一步地，第一电感为环形电感。

进一步地，谐振半桥驱动电路包括第一变压器和第二变压器；第一变压器和第二变压器设置于第一电感沿第一方向的一侧。

进一步地，第一变压器和第二变压器原级串联副级并联。

进一步地，整流电路还包括多个第三MOS管；

第二印刷区还设置有散热片，第三MOS管立式安装在所述散热片上。

进一步地，沿第二方向，变压器和供电电路依次排布，供电电路输出各个芯片所需电压。

进一步地，第一印刷区与第二印刷区交界处设置有屏蔽板，屏蔽板沿第二方向设置。

本实用新型提供的电源系统包括PCB板，PCB板包括沿第一方向依次排布的第一印刷区、第二印刷区和第三印刷区，第一印刷区设置有信号输入接口和至少一个滤波器电路，第二印刷区设置有功率因数校正电路、谐振半桥驱动电路、整流电路和供电电路；第三印刷区设置有信号输出接口，功率因数校正电路包括至少两个第一MOS管、至少一个第一电感和至少两个第一电解电容，各第一MOS管设置于PCB板的边缘，并沿第一方向排布，沿第二方向，第一电感与第一MOS管的距离小于第一电解电容与第一MOS管的距离，其中，第一方向与第二方向垂直，谐振半桥驱动电路包括至少两个第二MOS管和至少一个变压器，第二MOS管设置于第一电解电容沿第二方向的一侧，变压器设置于第一电解电容沿第一方向的一侧。本实用新型提供的电源系统通过将各第一MOS管设置于PCB板的边缘并沿第一方向排布，第一电解电容与第一MOS管的距离小于第一电解电容与MOS管的距离并沿第二方向排布，谐振半桥驱动电路包括至少两个第二MOS管和至少一个变压器，第二MOS管设置于第一电解电容沿第二方向的一侧，变压器设置于第一电解电容沿第一方向的一侧，提高了电源系统的转换效率，缩小了电源系统的体积，克服了现有的电源转换效率低、体积大、成本高的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电源系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电源系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种电源系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种电源系统的结构示意图。参见图1，本实用新型实施提供的电源系统100包括PCB板200，PCB板200包括沿第一方向N1依次排布的第一印刷区1、第二印刷区2和第三印刷区3。第一印刷区1 设置有信号输入接口101和至少一个滤波器电路102，第二印刷区2设置有功率因数校正电路201、谐振半桥驱动电路202、整流电路203和供电电路204，第三印刷区3设置有信号输出接口301。功率因数校正电路201包括至少两个第一MOS管211、至少一个第一电感221和至少两个第一电解电容231，各第一 MOS管211设置于PCB板的边缘，并沿第一方向N1排布，沿第二方向N2第一电感221与第一MOS管221的距离小于第一电解电容231与第一MOS管211的距离，其中，第一方向N1与第二方向N2垂直。谐振半桥驱动电路202包括至少两个第二MOS管212和至少一个变压器222，第二MOS管212设置于第一电解电容231沿第二方向N2的一侧，变压器222设置于第一电解电容231沿第一方向N1的一侧。

具体地，第一印刷区1设置的信号输入接口101用于输入电源信号，第一印刷区1设置的至少一个滤波器电路102用于对输入的电源信号进行滤波，有效抑制高频段的干扰。第二印刷区2设置的功率因数校正电路201采用CCM模式升压电路，有恒定的工作频率，可以有效限制最大电流，第二印刷区2设置的谐振半桥驱动电路202采用双电感原级串联负极并联的方式，有效降低电感的温升，第二印刷区2设置的整流电路203使用芯片控制的同步整流方式，效率高，第二印刷区2设置的供电电路204单独设计，用于输出各个芯片所需电压。第三印刷区3设置的信号输出接口301用于输出电源的电压信号。

功率因数校正电路201的第一MOS管211设置于PCB板的边缘，并沿第一方向N1排布，方便散热，还能减少对电源系统100其他电路元件的电磁干扰。沿第二方向N2第一电感221与第一MOS管211的距离小于第一电解电容231与第一MOS管211的距离，至少两个第一电解电容231沿第二方向N2排列，节省 PCB板的排布空间。谐振半桥驱动电路202的第二MOS管212设置于功率因数校正电路201的第一电解电容231沿第二方向N2的一侧，谐振半桥驱动电路 202的变压器222设置于功率因数校正电路201的第一电解电容231沿第一方向N1的一侧。

本实用新型提供的电源系统包括PCB板，PCB板包括沿第一方向依次排布的第一印刷区、第二印刷区和第三印刷区，第一印刷区设置有信号输入接口和至少一个滤波器电路，第二印刷区设置有功率因数校正电路、谐振半桥驱动电路、整流电路和供电电路；第三印刷区设置有信号输出接口，功率因数校正电路包括至少两个第一MOS管、至少一个第一电感和至少两个第一电解电容，各第一MOS管设置于PCB板的边缘，并沿第一方向排布，沿第二方向，第一电解电容与第一MOS管的距离小于第一电解电容与MOS管的距离，其中，第一方向与第二方向垂直，谐振半桥驱动电路包括至少两个第二MOS管和至少一个变压器，第二MOS管设置于第一电解电容沿第二方向的一侧，变压器设置于第一电解电容沿第一方向的一侧。本实用新型提供的电源系统通过将各第一MOS管设置于PCB板的边缘并沿第一方向排布，第一电解电容与第一MOS管的距离小于第一电解电容与MOS管的距离并沿第二方向排布，谐振半桥驱动电路包括至少两个第二MOS管和至少一个变压器，第二MOS管设置于第一电解电容沿第二方向的一侧，变压器设置于第一电解电容沿第一方向的一侧，提高了电源系统的转换效率，缩小了电源系统的体积，克服了现有的电源转换效率低、体积大、成本高的问题。

可选地，图2是本实用新型实施例提供的另一种电源系统的结构示意图。参见图2，该电源系统100还可以包括设置于第三印刷区3的第二滤波电路302，第二滤波电路302与信号输出端301电连接。

具体地，第三印刷区3的第二滤波电路302与信号输出端301电连接，对电源系统输出信号起滤波作用。

可选地，继续参见图2该电源系统100还可以包括设置于第三印刷区3的 CAN通信模块303，CAN通信模块303为电源隔离供电。

具体地，CAN通信模块303单独设计极大的缩小了电路板面积，而且组装方便，CAN通信模块303接收外部信号，然后在CAN通信模块303内部转换为数字信号，并与主控制器通信，主控制器通过改变CC电流环和CV电压环的基准电压来改变输出电压或输出电流，通过CAN通信模块303可实现输出电压电流的调节，提供0-10V外部直流电压调光、PWM占空比调光和上位机通信调光三种不同的调节方式。CAN通信模块303位于信号输出端301沿第二方向N2的一侧，CAN通信模块303可以设置于PCB板200的边缘。

可选地，图3是本实用新型实施例提供的又一种电源系统的结构示意图。参见图3，至少一个滤波器电路包括第一滤波器112，第一滤波器112包括镍锌磁环，第一滤波器112的两根导电线缠绕方式为双线并绕，第一滤波器112一根导电线为漆包线，另一根导电线为三层绝缘线。

具体地，第一滤波器112为环形的滤波器，包括镍锌磁环，可以有效抑制传导主要由第一电感221产生1M以上的高频干扰。第一滤波器112的两根导电线缠绕方式为双线并绕，第一滤波器112一根导电线使用漆包线，另一根导电线可以使用三层绝缘线，用于解决双线并绕带来的耐压及雷击爬电的问题。

可选地，第一电感221为环形电感。

具体地，功率因数校正电路201的第一电感221可以使用铁硅铝磁环绕而成，外观为环形的电感，使用环形电感，可以节省空间、减少成本，电路结构简单、提高电源系统的稳定性。

可选地，谐振半桥驱动电路包括第一变压器232和第二变压器242，第一变压器232和第二变压器242设置于第一电感221沿第一方向N1的一侧。可选地，第一变压器232和第二变压器242原级串联副级并联。

具体地，谐振半桥驱动电路的第一变压器232和第二变压器242作为双电感，第一变压器232和第二变压器242原级串联副级并联的连接方式，可以有效降低电路电感的温升。

可选地，整流电路还包括多个第三MOS管213，第二印刷区还设置有散热片205，第三MOS管213立式安装在散热片205上。

具体地，整流电路采用同步整流方式，整流电路采用通态电阻极低的多个第三MOS管213，来取代整流二极管以降低整流损耗，极大地提高DC/DC变换器的效率，并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。散热片205可以设置在PCB板的第一变压器232和第二变压器242的沿第一方向N1远离第一电解电容231的一侧，第三MOS管213立式安装在散热片205上，然后再安装在 PCB板200上的，这样可以单独组装加工第三MOS管213和散热片205，比卧式安装第三MOS管213简单，且节省空间，有效增加了散热效果，还能起到屏蔽电磁干扰的作用。需要说明的是，图3示例性地画出整流电路包括4个第三MOS 管213的情况。

可选地，沿第二方向N2，变压器和供电电路204依次排布，供电电路204 输出各个芯片所需电压。

具体地，供电电路204单独设计，输出功率因数校正电路的芯片、谐振半桥驱动电路的芯片、两个同步整流芯片、两个主控制器芯片所需的电压，供电电路204单独设计的方式极大的缩小了电路板面积，而且组装方便。

可选地，第一印刷区与第二印刷区交界处设置有屏蔽板206，屏蔽板206 沿第二方向N2设置。

具体地，屏蔽板206设置在第一电感221沿第一方向的一侧，屏蔽板206 用于屏蔽第一电感221和第一MOS管211产生的电磁干扰，提高电源系统的抗电磁干扰能力。

可选地，继续参见图3，至少一个滤波器电路还可以包括第二滤波器122 和第三滤波器132，第一印刷区还可以设置整流桥103。

具体地，沿第一方向N1，第二滤波器122位于第一滤波器112和信号输入接口101之间，第三滤波器132位于第一滤波器112沿第二方向N2的一侧，整流桥103位于第三滤波器132沿第二方向N2的一侧，第二滤波器122和第三滤波器132与第一滤波器112配合，起滤波作用，整流桥103将信号输入接口101 输入的交流信号经至少一个滤波器电路滤波后，整流为直流信号。

可选地，至少一个滤波器电路还可以包括至少一个滤波电容142，滤波电容142与第一滤波器112、第二滤波器122和第三滤波器132相配合起滤波作用。可选地，第三印刷区的第二滤波电路还可以包括输出滤波器312和至少一个输出滤波电容322，输出滤波器312与至少一个输出滤波电容322相配合，起滤波作用。

具体地，至少一个滤波电容142可以设置于第一印刷区，并与第一滤波器 112、第二滤波器122和第三滤波器132沿第二方向N2相间隔分布设置。输出滤波器312和至少一个输出滤波电容322可以设置于第三印刷区，输出滤波器 312位于信号输出接口301沿第二方向N2的一侧，至少一个输出滤波电容322 可以设置在输出滤波器312沿第二方向N2的一侧。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电源系统，其特征在于，包括：PCB板，所述PCB板包括沿第一方向依次排布的第一印刷区、第二印刷区和第三印刷区；

所述第一印刷区设置有信号输入接口和至少一个滤波器电路；所述第二印刷区设置有功率因数校正电路、谐振半桥驱动电路、整流电路和供电电路；所述第三印刷区设置有信号输出接口；

所述功率因数校正电路包括至少两个第一MOS管、至少一个第一电感和至少两个第一电解电容；各所述第一MOS管设置于所述PCB板的边缘，并沿所述第一方向排布；沿第二方向，所述第一电感与所述第一MOS管的距离小于所述第一电解电容与所述第一MOS管的距离；其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述谐振半桥驱动电路包括至少两个第二MOS管和至少一个变压器；所述第二MOS管设置于所述第一电解电容沿所述第二方向的一侧，所述变压器设置于所述第一电解电容沿所述第一方向的一侧。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，至少一个所述滤波器电路包括第一滤波器，

所述第一滤波器包括镍锌磁环；所述第一滤波器的两根导电线缠绕方式为双线并绕；所述第一滤波器一根导电线为漆包线，另一根导电线为三层绝缘线。

3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，还包括，

设置于所述第三印刷区的第二滤波电路，所述第二滤波电路与所述信号输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，还包括，

设置于所述第三印刷区的CAN通信模块，

所述CAN通信模块为电源隔离供电。

5.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述第一电感为环形电感。

6.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，

所述谐振半桥驱动电路包括第一变压器和第二变压器；所述第一变压器和所述第二变压器设置于所述第一电感沿所述第一方向的一侧。

7.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述第一变压器和第二变压器原级串联副级并联。

8.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述整流电路还包括多个第三MOS管；

所述第二印刷区还设置有散热片，所述第三MOS管立式安装在所述散热片上。

9.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，

沿所述第二方向，所述变压器和所述供电电路依次排布，所述供电电路输出各个芯片所需电压。

10.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，

所述第一印刷区与所述第二印刷区交界处设置有屏蔽板，所述屏蔽板沿所述第二方向设置。