CN218217097U - 一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，所述电源模块由DC/DC功率变换电路、高精度输出恒流控制电路、输入和输出共模滤波电路集成一体构成，采用金属外壳全屏蔽的结构方式；电源输入端和输出端均增加滤波电路，所述DC/DC功率变换电路包括DC/DC功率模块和DC/DC辅助供电两组独立输入和输出的供电方式，实现输入与输出电气隔离，高精度输出恒流控制电路通过输出电流采样电阻R1对输出+Vout端进行采样，实现高精度输出恒流控制。本实用新型具有较强抗电磁兼容性、输出高精度恒流源、单路可不同电压和功率输出的功能，从而满足对电源模块有高精度输出恒流要求、有较高可靠性、电磁兼容性要求的场合。
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输出高精度恒流源式电源模块。
背景技术
开关型恒流电源模块是恒流源的一种，他利用调整管高频开关原理，通过调整晶体管的开关导通和储能原件实现稳定输出电压，部分设备中通过恒流源经过电阻采样形成电压信号给设备控制信号实现相应的功能，传统的电源式恒流源体积大、价格贵，集成度不高。对于体积有限的情况下，很难满足要求，所以研发一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，具有体积小，元器件数量较少、成本低、模块化设计等优势，可以满足某些有特殊要求的场合。
现有在线式集成一体化大功率开关恒流电源，所述恒流电源包括依次连接的工频变压器、整流滤波电路、恒流调整电路和输出滤波电路，其中，所述工频变压器隔离降压，所述恒流调整电路和开关管调整输出电流；所述恒流调整电路采用电流采样恒流；所述交流降压电路采用稳固的在线式工频变压器，其体积较大、价格贵，集成度不高，其原理框图见图1。
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输出高精度恒流源式电源模块，电源模块由金属外壳、DC/DC功率变换电路、高精度输出恒流控制电路、输入和输出共模滤波电路集成一体构成，采用金属外壳全屏蔽的结构方式、电源输入端和输出端增加滤波电路实现具有极低纹波的指标、DC/DC功率变换电路实现输入与输出电气隔离，输出功率和电压转换功能，高精度输出恒流控制电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述电源模块由DC/DC功率变换电路、高精度输出恒流控制电路、输入和输出共模滤波电路集成一体构成，采用金属外壳全屏蔽的结构方式；电源输入端和输出端均增加滤波电路，所述DC/DC功率变换电路包括DC/DC主功率转换模块单元，实现功率转换功能和DC/DC辅助供电模块给运放等元器件供电，DC/DC主功率转换模块实现输入与输出电气隔离，高精度输出恒流控制电路通过输出电流采样电阻R1对输出+Vout端进行采样，实现高精度输出恒流控制；所述高精度输出恒流控制电路包括恒流电路和电压调节电路。
所述一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，所述恒流电路包括运算放大器U1、三极管Q1、Q2、Q3、稳压二极管Q4、Q5、电阻R3、R4、R5、R6和R9；输出+Vout端输出电流采用电阻R1采取的电压信号反馈到运算放大器U1的“正”相端，通过稳压二极管Q4和Q5产生基准电压，再经分压电阻R3、R4、R5、R6串联分压，其中电阻R3和R4之间分压提供基准电压信号给运算放大器U1的“负”相端；当输出电流经过电阻R1采集的电压信号高于运算放大器U1的反相输入端电压信号时，运算放大器U1导通通过电阻R9输出高电平给三极管Q3的基极，Q3集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1不导通，同时Q2也不导通，模块输出+Vout开路；当输出电流经过电阻R1采集的电压信号低于运算放大器U1的反相输入端电压信号时，原理同上，电源模块输出+Vout导通，如此闭环循环实现输出恒流源。
所述一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，通过调节所述采样电阻R1的电阻值，实现电源模块输出恒流源电流可调，即可以实现输出电流0.005A-10A之间的设定值。
所述一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，所述电压调节电路包括运算放大器U2、三极管Q1、Q2、Q3、稳压二极管Q4、Q5、电阻R10、R11、R12、R13和R16；通过稳压二极管Q4和Q5产生基准信号，再经分压电阻R10和R11分压，其中电阻R10和R11之间分压提供基准电压信号给运算放大器U2的“负”相端；同时通过基准Q4和Q5产生基准信号，再分压电阻R12、R13、R14、R15串联分压，其中电阻R12和R13之间分压提供基准电压信号给运算放大器U2的“正”相端；当运算放大器U2 “正”相端的电压信号高于运算放大器U2“负”相端电压信号时，运算放大器U2导通，通过电阻R16连通至三极管Q1的基极, 三极管Q1导通，三极管Q2也导通，电源模块输出端导通，提供相应的输出电压；通过调节电阻R12和R13阻值的比例关系，实现输出电压可调功能。
本实用新型的有益效果是：
1、电源模块外壳采用金属外壳，输入与输出端增加了滤波电路具有良好电磁兼容性。
2、DC/DC功率变换电路实现输入与输出电气隔离，输出功率和电压转换功能，高精度输出恒流控制电路。
3、标准化、系列化产品设计，可适应大部分输入电压、输出电压和功率等参数要求，适应性更广；
附图说明
图1为现有在线式集成一体化大功率开关恒流电源原理框图；
图2为本实用新型电路原理图；
图3为本实用新型电源模块的外形图。
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和3所示，本实用新型所述电源模块由DC/DC功率变换电路、高精度输出恒流控制电路、输入和输出共模滤波电路集成一体构成，采用金属外壳全屏蔽的结构方式；电源输入端和输出端均增加滤波电路，所述DC/DC功率变换电路包括DC/DC主功率转换模块单元，实现功率转换功能和DC/DC辅助供电模块给运放等元器件供电，DC/DC主功率转换模块实现输入与输出电气隔离，高精度输出恒流控制电路通过输出电流采样电阻R1对输出+Vout端进行采样，实现高精度输出恒流控制；所述高精度输出恒流控制电路包括恒流电路和电压调节电路。
所述一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，所述恒流电路包括运算放大器U1、三极管Q1、Q2、Q3、稳压二极管Q4、Q5、电阻R3、R4、R5、R6和R9；输出+Vout端输出电流采用电阻R1采取的电压信号反馈到运算放大器U1的“正”相端（同相输入端），通过稳压二极管Q4和Q5产生基准电压，再经分压电阻R3、R4、R5、R6串联分压，其中电阻R3和R4之间分压提供基准电压信号给运算放大器U1的“负”相端（反相输入端）；当输出电流经过电阻R1采集的电压信号高于运算放大器U1的反相输入端电压信号时，运算放大器U1导通通过电阻R9输出高电平给三极管Q3的基极，Q3集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1不导通，同时Q2也不导通，模块输出+Vout开路；当输出电流经过电阻R1采集的电压信号低于运算放大器U1的反相输入端电压信号时，原理同上，电源模块输出+Vout导通，如此闭环循环实现输出恒流源。
所述一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，通过调节所述采样电阻R1的电阻值，实现电源模块输出恒流源电流可调，即可以实现输出电流0.005A-10A之间的设定值。
所述一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，所述电压调节电路包括运算放大器U2、三极管Q1、Q2、Q3、稳压二极管Q4、Q5、电阻R10、R11、R12、R13和R16；通过稳压二极管Q4和Q5产生基准信号，再经分压电阻R10和R11分压，其中电阻R10和R11之间分压提供基准电压信号给运算放大器U2的“负”相端（反相输入端）；同时通过基准Q4和Q5产生基准信号，再分压电阻R12、R13、R14、R15串联分压，其中电阻R12和R13之间分压提供基准电压信号给运算放大器U2的“正”相端（同相输入端）；当运算放大器U2 “正”相端的电压信号高于运算放大器U2“负”相端电压信号时，运算放大器U2导通，通过电阻R16连通至三极管Q1的基极, 三极管Q1导通，三极管Q2也导通，电源模块输出端导通，提供相应的输出电压；通过调节电阻R12和R13阻值的比例关系，实现输出电压可调功能。
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 (4)
1.一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，其特征在于：所述电源模块由DC/DC功率变换电路、高精度输出恒流控制电路、输入和输出共模滤波电路集成一体构成，采用金属外壳全屏蔽的结构方式；电源输入端和输出端均增加滤波电路，所述DC/DC功率变换电路包括DC/DC主功率转换模块单元，实现功率转换功能和DC/DC辅助供电模块给运放元器件供电，DC/DC主功率转换模块实现输入与输出电气隔离，高精度输出恒流控制电路通过输出电流采样电阻R1对输出+Vout端进行采样，实现高精度输出恒流控制；所述高精度输出恒流控制电路包括恒流电路和电压调节电路。
2.根据权利要求1所述的一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，其特征在于：所述恒流电路包括运算放大器U1、三极管Q1、Q2、Q3、稳压二极管Q4、Q5、电阻R3、R4、R5、R6和R9；输出+Vout端输出电流采用电阻R1采取的电压信号反馈到运算放大器U1的同相输入端，通过稳压二极管Q4和Q5产生基准电压，再经分压电阻R3、R4、R5、R6串联分压，其中电阻R3和R4之间分压提供基准电压信号给运算放大器U1的反相输入端；当输出电流经过电阻R1采集的电压信号高于运算放大器U1的反相输入端电压信号时，运算放大器U1导通通过电阻R9输出高电平给三极管Q3的基极，Q3集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1不导通，同时Q2也不导通，模块输出+Vout开路；当输出电流经过电阻R1采集的电压信号低于运算放大器U1的反相输入端电压信号时，原理同上，电源模块输出+Vout导通，如此闭环循环实现输出恒流源。
3.根据权利要求1所述的一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，其特征在于：通过调节所述采样电阻R1的电阻值，实现电源模块输出恒流源电流可调，即可以实现输出电流0.005A-10A之间的设定值。
4.根据权利要求1所述的一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块，其特征在于：所述电压调节电路包括运算放大器U2、三极管Q1、Q2、Q3、稳压二极管Q4、Q5、电阻R10、R11、R12、R13和R16；通过稳压二极管Q4和Q5产生基准信号，再经分压电阻R10和R11分压，其中电阻R10和R11之间分压提供基准电压信号给运算放大器U2的反相输入端；同时通过基准Q4和Q5产生基准信号，再分压电阻R12、R13、R14、R15串联分压，其中电阻R12和R13之间分压提供基准电压信号给运算放大器U2的同相输入端；当运算放大器U2 “正”相端的电压信号高于运算放大器U2“负”相端电压信号时，运算放大器U2导通，通过电阻R16连通至三极管Q1的基极, 三极管Q1导通，三极管Q2也导通，电源模块输出端导通，提供相应的输出电压；通过调节电阻R12和R13阻值的比例关系，实现输出电压可调功能。
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| CN202222741254.1U CN218217097U (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种集成一体化输出高精度恒流源式电源模块 |
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|---|---|---|---|---|
| CN116009635A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-04-25 | 北京东方锐镭科技有限公司 | 一种压控电流输出的驱动电路 |
| CN117498689A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-02-02 | 四川中久大光科技有限公司 | 一种低纹波高效激光驱动电源及供电系统及其生成方法 |
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