CN217590606U - 一种低噪声电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低噪声电源模块，包括EMC滤波模块、功率因素校正模块、有源钳位反激转换模块、同步整流模块和低噪声线性稳压模块。EMC滤波模块的输出端与功率因数校正模块的输入端连接，功率因数校正模块的输出端与有源钳位反激转换模块的输入端连接，有源钳位反激转换模块的第一输出端连接同步整流模块，第二输出端连接低噪声线性稳压模块的+18V输入端，第三输出端连接低噪声线性稳压模块的‑18V输入端，第四输出端连接低噪声稳压模块的+12V输入端。可在外部输入电源具有较大干扰和噪声时确保输出的电压具有较低的噪声，提高了谐波测量装置电源模块的数模转换精度和时钟同步精度，能够满足对谐波的高精度宽频谐波同步测量要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及低噪声电源技术领域，尤其涉及一种低噪声电源模块。
背景技术
新能源发电设备的并网换流器在工作时会产生谐波并注入到输电网，随着新能源大规模开发，电力系统中新能源发电占比越来越大，其产生的谐波危害愈发突出，影响着电网的安全可靠运行。如何准确测量谐波是解决谐波危害的重中之重。因此，对用于测量谐波的测量装置的电源模块进行性能优化，保证电源模块数模转换精度和时钟同步精度，以提高对谐波的高精度宽频谐波同步测量，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本实用新型提供了一种低噪声电源模块，用于提高谐波测量装置电源模块的数模转换精度和时钟同步精度，以满足对谐波的高精度宽频谐波同步测量要求。
有鉴于此，本实用新型提供了一种低噪声电源模块，包括EMC滤波模块、功率因素校正模块、有源钳位反激转换模块、同步整流模块和低噪声线性稳压模块；
EMC滤波模块的输出端与功率因数校正模块的输入端连接，功率因数校正模块的输出端与有源钳位反激转换模块的输入端连接，有源钳位反激转换模块的第一输出端连接同步整流模块，第二输出端连接低噪声线性稳压模块的+18V输入端，第三输出端连接低噪声线性稳压模块的-18V输入端，第四输出端连接低噪声稳压模块的+12V输入端；
功率因素校正模块的控制器采用UCC28056控制器；
有源钳位反激转换模块的控制器采用UCC28780高频有源钳位反激式控制器。
可选地，低噪声线性稳压模块包括第一正稳压电路、第二正稳压电路和负稳压电路；
第一正稳压电路包括第一LT1963芯片、第一可调电阻、第一安规电容、第一电解电容和第三电解电容，第一LT1963芯片的2号引脚接+18V输入，1号引脚与2号引脚连接，3号引脚和6号引脚接地，4号引脚接+15V输出，5号引脚接第一可调电阻的一端，第一可调电阻的另一端接+15V输出，第一安规电容一端接5号引脚，一端接+15V输出，第三电解电容的正端接+18V输入，负端接地；
负稳压电路包括LT3015芯片、第四可调电阻、第二电解电容、第二安规电容和第四电解电容，LT3015芯片的1号引脚、3号引脚和6号引脚均接-18V输入，2号引脚接地，4号引脚接第四可调电阻的一端，第四可调电阻的另一端接-15V输出，第二安规电容的一端接4号引脚，另一端接-15V输出，第二电解电容的正端接地，负端接-15V输出，第四电解电容的负端接-18V输入，正端接地；
第一可调电阻和第四可调电阻通过串联的第二可调电阻和第三可调电阻连接；
第二正稳压电路包括第二LT1963芯片、第五可调电阻、第六可调电阻、第三安规电容、第五电解电容和第六电解电容，第二LT1963芯片的一号引脚和2号引脚接+12V输入，3号引脚和6号引脚接地，4号引脚接+5V输出，5号引脚连接第五可调电阻的一端，第五可调电阻的另一端接+5V输出，第三安规电容的一端接5号引脚，另一端接+5V输出，第五电解电容的正端接+5V输出，负端接地，第六可调电阻的一端接5号引脚，另一端接地，第六电解电容的正端接+12V输入，负端接地。
可选地，同步整流模块的控制器采用UCC24612高频多模式同步整流控制器，开关管采用120V64A且导通电阻为7.2mΩ的N沟道场效应管。
可选地，有源钳位反激转换模块的高频变压器采用5组绕组变比分别为6:1.5:1:1.5:1.5的ATQ2516高频磁芯变压器。
可选地，有源钳位反激转换模块的高压半桥门极驱动芯片采用UCC27712芯片。
可选地，EMC滤波模块包括保险丝、共模电感、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、第四安规电容、第五安规电容、第六安规电容和气体放气管；
保险丝一端接85～265VAC电源正极或100～300VDC电源正极，另一端接共模电感的第一耦合输入端，共模电感的第二耦合输入端接85～265VAC电源负极或100～300VDC电源负极，第一压敏电阻一端接共模电感的第一耦合输入端，另一端接共模电感的第二耦合输入端，第二压敏电阻的一端接共模电感的第一耦合输入端，另一端接第三压敏电阻的一端和气体放气管的一端，气体放气管的另一端接地，第三压敏电阻的另一端接共模电感的第二耦合输入端，第四安规电容的一端接共模电感的第一耦合输入端，另一端接共模电感的第二耦合输入端，共模电感的第一耦合输出端接滤波输出端正极，共模电感的第二耦合输出端接滤波输出端负极，第五安规电容的一端接滤波输出端正极，另一端接地，第六安规电容的一端接接滤波输出端负极，另一端接地。
从以上技术方案可以看出，本实用新型提供的低噪声电源模块具有以下优点：
本实用新型提供的低噪声电源模块，基于有源钳位反激设计，具备EMC滤波、功率因数校正、同步整流和低噪声线性稳压功能，可在外部输入电源具有较大干扰和噪声时确保输出的电压具有较低的噪声，提高了谐波测量装置电源模块的数模转换精度和时钟同步精度，能够满足对谐波的高精度宽频谐波同步测量要求。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例中提供的一种低噪声电源模块的电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的一种低噪声电源模块的EMC滤波模块的电路原理图；
图3为本实用新型实施例中提供的一种低噪声电源模块的功率因数校正模块、有源钳位反激转换模块和同步整流模块的结构连接原理图；
图4为本实用新型实施例中提供的一种低噪声电源模块的低噪声线性稳压模块的电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本实用新型中提供了一种低噪声电源模块的实施例，包括EMC滤波模块、功率因素校正模块、有源钳位反激转换模块、同步整流模块和低噪声线性稳压模块；
EMC滤波模块的输出端与功率因数校正模块的输入端连接，功率因数校正模块的输出端与有源钳位反激转换模块的输入端连接，有源钳位反激转换模块的第一输出端连接同步整流模块，第二输出端连接低噪声线性稳压模块的+18V输入端，第三输出端连接低噪声线性稳压模块的-18V输入端，第四输出端连接低噪声稳压模块的+12V输入端；
功率因素校正模块的控制器采用UCC28056控制器；
有源钳位反激转换模块的控制器采用UCC28780高频有源钳位反激式控制器。
需要说明的是，EMC滤波模块用于抑制开关电源所产生的噪声和高频谐波。功率因数校正模块用于实现功率因数校正和低压直流稳定输出。有源钳位反激转换模块用于对功率因素校正模块的输出电压进行直流转换，输出+18V、-18V和+12V直流电压。同步整流模块用于对有源钳位反激转换模块输出的一路+12V直流电压进行整流，输出+12V4.5A电源，低噪声线性稳压模块用于对有源钳位反激转换模块输出+18V、-18V和+12V直流电压进行调压，输出+15V0.8A、-15V0.8A和+5V0.2A电源。
本实用新型实施例中的低噪声电源模块的输入电压为85～265VAC或100～300VDC，输出含4路，输出电压分别为+12V4.5A，+15V0.8A，-15V0.8A，+5V0.2A。本实用新型实施例中的低噪声电源模块包括EMC滤波模块、功率因素校正模块、有源钳位反激转换模块、同步整流模块和低噪声线性稳压模块，EMC滤波模块的电路原理如图2所示，具备IV级浪涌抑制能力和2kV工频耐压能力，包括保险丝(F1)、共模电感(L1)、第一压敏电阻(VR2)、第二压敏电阻(VR1)、第三压敏电阻(VR3)、第四安规电容(C2)、第五安规电容(C1)、第六安规电容(C3)和气体放气管(G1)，保险丝(F1)一端接85～265VAC电源正极或100～300VDC电源正极，另一端接共模电感(L1)的第一耦合输入端，保险丝(F1)的额定电流为5A，共模电感(L1)的第二耦合输入端接85～265VAC电源负极或100～300VDC电源负极，第一压敏电阻(VR2)一端接共模电感(L1)的第一耦合输入端，另一端接共模电感(L1)的第二耦合输入端，第二压敏电阻(VR1)的一端接共模电感(L1)的第一耦合输入端，另一端接第三压敏电阻(VR3)的一端和气体放气管(G1)的一端，气体放气管(G1)的另一端接地(PE)，第三压敏电阻(VR3)的另一端接共模电感(L1)的第二耦合输入端，第四安规电容(C2)的一端接共模电感(L1)的第一耦合输入端，另一端接共模电感(L1)的第二耦合输入端，共模电感(L1)的第一耦合输出端接滤波输出端正极(OUT+)，共模电感(L1)的第二耦合输出端接滤波输出端负极(OUT-)，第五安规电容(C1)的一端接滤波输出端正极(OUT+)，另一端接地(PE)，第六安规电容(C3)的一端接接滤波输出端负极(OUT-)，另一端接地(PE)。第一压敏电阻(VR2)、第二压敏电阻(VR1)和第三压敏电阻(VR3)的型号可选为20D561。气体放气管(G1)的直流击穿电压为3000V。共模电感(L1)的电感值为5mH，电流为3A。
功率因数校正模块采用型号为UCC28056的功率因数校正控制器，在负载率10～90％区间具有低的输入电流失真和接近1的功率因数值，并具备突发运行模式，具有较高的轻负载效率。功率因数校正模块的最大输出功率为100W，输出电压为385±5V，采用低阻高纹波电流的电解电容作为直流支撑电容。
如图3所示，有源钳位反激转换模块的控制器采用UCC28780高频有源钳位反激式控制器，可实现行完全和部分零电压开关，具备过热、输出过压、输出短路、输出过流等保护功能。有源钳位反激转换模块的高压半桥门极驱动芯片采用UCC27712芯片。有源钳位反激转换模块采用型号为600V的N沟道场效应管，其封装为ThinPAK8x8，额定电流为12A。有源钳位反激转换模块中，高频变压器的三路输出经过整流二极管产生+18V，-18V，+12V连接至低噪声线性稳压模块。高频变压器采用ATQ2516高频磁芯变压器，具备5绕组，变比分别为6:1.5:1:1.5:1.5。UCC28780高频有源钳位反激式控制器通过光电耦合器与同步整流模块的控制器连接。同步整流模块的控制器采用UCC24612高频多模式同步整流控制器，开关管采用120V64A且导通电阻为7.2mΩ的N沟道场效应管。
如图4所示，低噪声线性稳压模块用于+15V0.8A，-15V0.8A，+5V0.2A输出，输出电压精度高于1％，噪声低于60μV。低噪声线性稳压模块包括第一正稳压电路、第二正稳压电路和负稳压电路，第一正稳压电路包括第一LT1963芯片(U5)、第一可调电阻(RP3)、第一安规电容(C89)、第一电解电容(CP5)和第三电解电容(CP1)，第一LT1963芯片(U5)的2号引脚接+18V输入，1号引脚与2号引脚连接，3号引脚和6号引脚接地(GND)，4号引脚接+15V输出，5号引脚接第一可调电阻(RP3)的一端，第一可调电阻(RP3)的另一端接+15V输出，第一安规电容(C89)一端接5号引脚，一端接+15V输出，第三电解电容(CP1)的正端接+18V输入，负端接地(GND)。
负稳压电路包括LT3015芯片(U6)、第四可调电阻(RP4)、第二电解电容(CP6)、第二安规电容(C90)和第四电解电容(CP2)，LT3015芯片(U6)的1号引脚、3号引脚和6号引脚均接-18V输入，2号引脚接地(GND)，4号引脚接第四可调电阻(RP4)的一端，第四可调电阻(RP4)的另一端接-15V输出，第二安规电容(C90)的一端接4号引脚，另一端接-15V输出，第二电解电容(CP6)的正端接地(GND)，负端接-15V输出，第四电解电容(CP2)的负端接-18V输入，正端接地(GND)。
第一可调电阻(RP3)和第四可调电阻(RP4)通过串联的第二可调电阻(RP1)和第三可调电阻(RP2)连接。
第二正稳压电路包括第二LT1963芯片(U1)、第五可调电阻(RP5)、第六可调电阻(RP6)、第三安规电容(C4)、第五电解电容(CP3)和第六电解电容(CP4)，第二LT1963芯片(U1)的一号引脚和2号引脚接+12V输入，3号引脚和6号引脚接地(GND)，4号引脚接+5V输出，5号引脚连接第五可调电阻(RP5)的一端，第五可调电阻(RP5)的另一端接+5V输出，第三安规电容(C4)的一端接5号引脚，另一端接+5V输出，第五电解电容(CP3)的正端接+5V输出，负端接地(GND)，第六可调电阻(RP6)的一端接5号引脚，另一端接地(GND)，第六电解电容(CP4)的正端接+12V输入，负端接地(GND)。
本实用新型实施例中提供的低噪声电源模块，基于有源钳位反激设计，具备EMC滤波、功率因数校正、同步整流和低噪声线性稳压功能，可在外部输入电源具有较大干扰和噪声时确保输出的电压具有较低的噪声，提高了谐波测量装置电源模块的数模转换精度和时钟同步精度，能够满足对谐波的高精度宽频谐波同步测量要求。
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种低噪声电源模块，其特征在于，包括EMC滤波模块、功率因素校正模块、有源钳位反激转换模块、同步整流模块和低噪声线性稳压模块；
EMC滤波模块的输出端与功率因数校正模块的输入端连接，功率因数校正模块的输出端与有源钳位反激转换模块的输入端连接，有源钳位反激转换模块的第一输出端连接同步整流模块，第二输出端连接低噪声线性稳压模块的+18V输入端，第三输出端连接低噪声线性稳压模块的-18V输入端，第四输出端连接低噪声稳压模块的+12V输入端；
功率因素校正模块的控制器采用UCC28056控制器；
有源钳位反激转换模块的控制器采用UCC28780高频有源钳位反激式控制器。
2.根据权利要求1所述的低噪声电源模块，其特征在于，低噪声线性稳压模块包括第一正稳压电路、第二正稳压电路和负稳压电路；
第一正稳压电路包括第一LT1963芯片、第一可调电阻、第一安规电容、第一电解电容和第三电解电容，第一LT1963芯片的2号引脚接+18V输入，1号引脚与2号引脚连接，3号引脚和6号引脚接地，4号引脚接+15V输出，5号引脚接第一可调电阻的一端，第一可调电阻的另一端接+15V输出，第一安规电容一端接5号引脚，一端接+15V输出，第三电解电容的正端接+18V输入，负端接地；
负稳压电路包括LT3015芯片、第四可调电阻、第二电解电容、第二安规电容和第四电解电容，LT3015芯片的1号引脚、3号引脚和6号引脚均接-18V输入，2号引脚接地，4号引脚接第四可调电阻的一端，第四可调电阻的另一端接-15V输出，第二安规电容的一端接4号引脚，另一端接-15V输出，第二电解电容的正端接地，负端接-15V输出，第四电解电容的负端接-18V输入，正端接地；
第一可调电阻和第四可调电阻通过串联的第二可调电阻和第三可调电阻连接；
第二正稳压电路包括第二LT1963芯片、第五可调电阻、第六可调电阻、第三安规电容、第五电解电容和第六电解电容，第二LT1963芯片的1号引脚和2号引脚接+12V输入，3号引脚和6号引脚接地，4号引脚接+5V输出，5号引脚连接第五可调电阻的一端，第五可调电阻的另一端接+5V输出，第三安规电容的一端接5号引脚，另一端接+5V输出，第五电解电容的正端接+5V输出，负端接地，第六可调电阻的一端接5号引脚，另一端接地，第六电解电容的正端接+12V输入，负端接地。
3.根据权利要求1所述的低噪声电源模块，其特征在于，同步整流模块的控制器采用UCC24612高频多模式同步整流控制器，开关管采用120V64A且导通电阻为7.2mΩ的N沟道场效应管。
4.根据权利要求1所述的低噪声电源模块，其特征在于，有源钳位反激转换模块的高频变压器采用5组绕组变比分别为6:1.5:1:1.5:1.5的ATQ2516高频磁芯变压器。
5.根据权利要求1所述的低噪声电源模块，其特征在于，有源钳位反激转换模块的高压半桥门极驱动芯片采用UCC27712芯片。
6.根据权利要求1所述的低噪声电源模块，其特征在于，EMC滤波模块包括保险丝、共模电感、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、第四安规电容、第五安规电容、第六安规电容和气体放气管；
保险丝一端接85～265VAC电源正极或100～300VDC电源正极，另一端接共模电感的第一耦合输入端，共模电感的第二耦合输入端接85～265VAC电源负极或100～300VDC电源负极，第一压敏电阻一端接共模电感的第一耦合输入端，另一端接共模电感的第二耦合输入端，第二压敏电阻的一端接共模电感的第一耦合输入端，另一端接第三压敏电阻的一端和气体放气管的一端，气体放气管的另一端接地，第三压敏电阻的另一端接共模电感的第二耦合输入端，第四安规电容的一端接共模电感的第一耦合输入端，另一端接共模电感的第二耦合输入端，共模电感的第一耦合输出端接滤波输出端正极，共模电感的第二耦合输出端接滤波输出端负极，第五安规电容的一端接滤波输出端正极，另一端接地，第六安规电容的一端接接滤波输出端负极，另一端接地。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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