CN2834005Y - 多路输出的通讯系统应用电源 - Google Patents

Abstract

一种多路输出的通讯系统应用电源，包括输入部分、PFC部分、单端反激变换器部分、初级辅助电源、输出部分、反馈部分、保护部分及其有序连接；其中输入部分包括电源输入、防雷电路、EMI电路、整流电路、输入冲击电流抑制电路，PFC部分包括启动电路及PWM控制电路、PFC功率变换主电路，单端反激变换器部分包括单端反激变换器PWM控制电路、单端反激变换器驱动电路、单端反激变换器有源钳位功率电路，初级辅助电源包括供电电源，输出部分包括滤波及控制电路、BUCK电路，反馈部分包括反馈取样控制电路，保护部分包括过温及过压保护电路、过流短路保护电路。

Description

多路输出的通讯系统应用电源

技术领域

本实用新型涉及为系统供电的电源，主要是指一种多路输出的通讯系统应用电源。

背景技术

电源为系统提供正常的工作能源，是整个系统的重要组成部分，电源设计要根据系统要求的功能而定，要充分考虑高效、节能、通用性、安全性、可靠性。原有的通讯系统应用电源在设计上不尽合理，所以存在着效率低，能耗高，通用性差，保护性差，易出故障等缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多路输出的通讯系统应用电源，该电源EMI低、PFC高、效率高、温升低、安全可靠更适合于通讯系统，能提供强大的保护功能，过温保护及输出过压保护，且每一路输出能独立实现过流短路保护不干涉其它路正常工作，能很好地克服现有通讯电源存在的不足。

实现本实用新型的技术方案是：该电源包括输入部分、PFC部分、单端反激变换器部分、初级辅助电源、输出部分、反馈部分、保护部分及其有序连接；其主要电路是所述电源输入经功率因数校正电路、单端反激变换器有源钳位，整流、滤波及控制电路、过温及过压保护、过流短路保护等电路实现多路输出。其中在输出滤波及控制电路中，直流电压12经电感L8、电容C75、C35、电阻R96接场效应管Q14漏极，Q14源极经电阻R67、电容C39输出；直流电压VDD3经电阻R129一路接电容C76、电阻R149到Q14栅极，另一路接Q11集电极，Q11基极与地之间并联电容C109、电阻R95，Q11发射极接地。在过流短路保护电路中，+12V直流电压经二极管D18、电容C101、C43、C99分为四路，一路接运放IC3A脚8和比较器IC6A脚8，二路接电阻R83和基准源U3得到参考源REF3，三路经电阻R38接IC6A脚1、IC6B脚7，四路接三极管Q11集电极；IC3A脚2接电阻R25，IC3A脚3接电阻R26，IC3A脚3与地之间并联电阻R114和电容C70，电阻R61和电容C54并联跨接在IC3A脚1和2之间；IC3A脚1一路经电阻R72、电容C44接IC6B脚6，参考源REF3经电容C46、电阻R74、R76接IC6B脚5，电阻R91和二极管D19串联跨接在IC6B脚5和脚7之间；IC3A脚1的另一路经电阻R71、R134、电容C83接IC6A脚2，参考源REF3经电阻R37、R135接IC6A脚3，电阻R92跨接在IC6A脚3和脚1之间；IC6A脚1、IC6B脚7经电阻R94、电容C77接IC3B脚6，IC3B脚6经二极管D16与IC6A脚1、IC6B脚7及IC3B脚5分别相接，三极管Q11发射极经二极管D23、电阻R150接IC3B脚6，Q11集电极和基极跨接电容C106，基极经电阻R123接地，参考源REF3经电阻R40接IC3B脚5，IC3B脚5与脚7之间跨接电阻R41，IC3B脚7接电阻R43、电容C91。

该技术方案还包括：

在输出滤波及控制电路中，直流电压BH经电感L5、电容C27、C28、C24、电阻R62接场效应管Q13漏极，Q13源极接R102输出；直流电压+12V经电阻R52、R110、电容C69接Q13栅极，Q13栅极与源极之间跨接稳压管Z8，Q13栅极经电阻R10接三极管Q6发射极，同时Q6集电极接Q13源极，Q6基极经电阻R8接三极管Q8集电极，Q8发射极接电容C69，电容C80与电阻R23并联在Q8基极与发射极之间。在过流短路保护电路中，直流电压12A经电容C92一路接比较器IC4A脚8、IC1A脚8，一路接电阻R82和基准源U2得到参考源REF1，一路经电阻R14接IC4A脚1、IC4B脚7，另一路经电阻R53、R58分别接IC1A脚1、IC1B脚7；IC4B脚6接电阻R68、电容C12，参考源REF1经电阻R69、R70、电容C36接IC4B脚5，电阻R84和二极管D12串联跨接在IC6B脚5和脚7之间；IC4A脚2接电阻R65、电容C82，参考源REF1经电阻R12、R9接IC4A脚3，电阻R86跨接在IC4A脚3和脚1之间；IC4A脚1、IC4B脚7经电阻R88、电容C73接IC1B脚6，IC1B脚6经二极管D16与IC4A脚1、IC4B脚7及IC1B脚5分别相接，参考源REF1经电阻R16接IC1B脚5，IC1B脚5与脚7之间跨接电阻R20，IC1B脚7接电阻R21、电容C37；参考源REF1接IC1A脚3，IC1A脚2接电阻R55、电容C11，IC1A脚1经二极管接IC1B脚6。

在BUCK电路中，直流电压12经电感L200接场效应管Q200漏极，Q200源极接电感L201、电容C214-216输出；直流电压12经电感L200、电容C200-C204接芯片U200脚13，再经电阻R200、电容C208并联接U200脚6，Q200漏极经电阻R202、电容C210并联接U200脚2，经电阻R203接U200脚14，U200脚13与脚10之间跨接二极管D200，U200脚9经电阻R01接Q200基极，U200脚10与脚8之间跨接电容C212，Q200源极接U200脚8、Q201漏极；U200脚12经电阻R02接场效应管Q201基极，Q201漏极与源极之间跨接二极管D201，U200脚11、脚7、Q201源极接地，U200脚3、脚1分别经电容C219、电阻R212接地，电压+3.3V/6A经电阻R204-R209、电容C213接U200脚5，电阻R211与电容C217串联后，再与电容C218并联跨接在U200脚4与脚5之间。

在过温保护及输出过压保护电路中，稳压管Z6、Z7分别与共阴二极管D22正端相接，二极管D22负端经电阻R115接光耦U12A脚1，光耦U12A脚1和脚2之间并联电阻R48、电容C112，光耦U12A脚2接地；电压源VCC2一路经电阻R17接三极管Q16基极、三极管Q12集电极、二极管D5，一路经电阻R100接Q16发射极，另一路接光耦U1B脚4，U12B脚3接Q16集电极、Q12基极，电阻R19与电容C93并联在Q12基极与地之间，Q12发射极接输入地，二极管D20接温度开关R131，温度开关R131接输入地。

在反馈取样控制电路中，参考源U13-8接光耦U11B脚4，光耦U11B脚3经电阻R79接输入地；直流电压+12V一路经电阻R78、电容C56串联接电阻R79、三极管Q17基极，一路经电阻R132接光耦U11A脚1，另一路经电阻R22与电容C116并联接可调基准源U10参考极；Q16基极与发射极之间跨接电阻R79，光耦U11A脚2接可调基准源U10阴极、经电阻R79接三极管Q17集电极，Q17发射极接U10阳极，U10阴极与参考极之间跨接电容C49，电阻R143和电容C104并联跨接在U10参考极与阳极之间。

在辅助电源中，二极管D25、D30、D31正端接主变压器T3初级绕组脚5，D30、D31负端分别经电容C17、C18与组T3初级绕组脚相接；二极管D25负端经电阻R142接三极管Q18基极，电容C119与电阻R144并联跨接在Q18基极与发射极之间，稳压管Z4接Q18集电极。

在单端反激变换器PWM控制电路中，电源VCC1经电阻R136、电容C108、C41接芯片U13脚7，U13脚5接输入地；U13脚8经电阻R130接三极管Q20基极，Q20发射极接U13脚1，Q20基极与集电极跨接电容C94；电容C14与电阻R138并联跨接在U13脚1和脚2之间，U13脚2接电阻R49，U13脚8、脚4之间跨接电阻R33，U13脚4经电容C67、C90接输入地，U13脚8接三极管Q10集电极，电阻R89与电容C110并联跨接在Q10发射极与U13脚3之间，Q10基极接电阻R98，U13脚3接电阻R46、经电容C84接输入地；

在单端反激变换器驱动电路中，电源VCC2经电阻R4、电容C31、C19、稳压管Z2接芯片U6脚6，U6脚5接二极管D10、电阻R36、R6，U6脚4经电阻R147接输入地，驱动信号U13-6经二极管D9、电阻R123、R124、R145、电容C63、C64分别接U6脚2、脚3，U6脚1、脚6之间跨接电阻R121，U6脚4经电阻R147接输入地，U6脚7经电阻R50、电容C10、驱动变压器T1绕组4、6接U6脚8，U6脚8接输入地，T1绕组3、1之间跨接电容C8、二极管D3、D4、电阻R35、R39；

在单端反激变换器有源钳位功率电路中，场效应管Q4、Q2、电容C13、二极管D24、D27与变压器T3初级绕组1、3组成上管有源钳位电路；次级绕组分别接二极管D34、D7、D29、D6、D21、D32、D17、电感L9、L10、电容C22、C3、C26、C65、C88、C32、C74。

在启动电路及PFC PWM控制电路中，电阻R116、R117、R118串联接场效应管Q3栅极，Q3栅极经稳压管Z3、电容C85、电阻R108接输入地，Q3漏极接电阻R120，Q3源极接芯片U4脚7经电容C30、C107接输入地，U4脚8、脚4之间跨接电阻R112，U4脚4经电容C89、C20接输入地，三极管Q7基极接电阻R113，Q7集电极接U4脚8，Q7发射极经电阻R32、电容C111并联接U4脚3，U4脚3接电阻R42、电容C61，电阻R111、电容C9并联跨接在U4脚1、脚2之间；

在PFC功率变换主电路中，驱动信号U4-6经二极管D2、电阻R3、R5、稳压管Z1接场效应管Q1栅极，Q1漏极与源极之间跨接串联电阻R109、电容C23，Q1源极经电阻R24接输入地，电感L1接Q1漏极并经二极管D28接电容C6、C71、C7、电阻R28-R31和R119。

在防雷电路中，放电管FDG1接在压敏电阻MOV1与MOV3之间，压敏电阻MOV2跨接在MOV1与MOV3两端，MOV1、MOV3分别经保险丝F1、F2与输入线相接，FDG1接大地；

在EMI电路中，保险丝F3接双刀开关S1，S1接三级滤波电路，第一级由电容C60、电阻R105-R107串联、共模电感L4、电容C57、C58组成；第二级由电容C21、共模电感L3、电容C86、C87组成；第三级由差模电感L7、电容C59组成；

在输入冲击电流抑制电路中，二极管D1经电容C2、电阻R2、R1接场效应管Q21栅极，Q21漏极与源极之间跨接热敏电阻RT1并分别接电容C1、C55，Q21漏极接输入地。

本实用新型作为通讯系统电源，具有工作可靠，节能、高效，通用性好等特点。

附图说明

图1是本实用新型的框图。

图2是图1的原理图。

图3-图22是图2的各局部原理图。

具体实施方式

下面结合各局部原理图对本实用新型做进一步说明：

本电源包括输入部分、PFC部分、单端反激变换器部分、初级辅助电源、输出部分、反馈部分、保护部分及其有序连接；其中输入部分包括电源输入、防雷电路、EMI电路、输入整流、输入冲击电流抑制电路；PFC部分包括启动电路及PWM控制电路、PFC功率变换主电路；单端反激变换器部分包括单端反激变换器PWM控制电路、单端反激变换器驱动电路、单端反激变换器有源钳位功率电路；初级辅助电源包括供电电源；输出部分包括滤波及控制电路、BUCK电路；反馈部分包括反馈取样控制电路；保护部分包括过温及过压保护电路、过流短路保护电路。

电路连接关系和工作原理：本电源系一款AC/DC通讯系统应用电源。输入电压为50Hz，90-264VAC，额定输出为3.3V/6A、12V/1.2A、-48V/1.5A、-70V/0.15A，输出额定总功率为120W，具有过温保护，输出过流、短路、过压保护等功能。

1.输入部分

1.1AC输入(见图3)，交流电压由L、N端输入，电容C114、C115对地滤波；

1.2输入防雷电路(见图4)，当有雷击信号通过AA或BB端进入时，压敏电阻MOV1或MOV2或MOV3进行能量吸收，并通过放电管FDG1释放到大地；

1.3EMI电路(见图5)，输入交流电经过防雷电路，S1(双刀开关)，经过三级滤波电路，滤除电网上的共模、差模干扰信号，同时防止电源内部的干扰信号进入电网。第一级滤波电路由电容C60，共模电感L4，电容C57、C58组成；第二级电路由电容C21，共模电感L3，电容C86、C87组成；差模电感L7，电容C59构成EMI电路的第三级滤波。当S1(双刀开关)关断时，线间残存能量由电阻R105、R106、R107快速释放；

1.4输入整流(见图6)，交流电经过整流桥BRG1全波整流，得到脉动直流；

1.5输入冲击电流抑制电路(见图7)，输入开关接通的瞬间，AE、BE端的脉动直流给后级输入电路和负载提供能量，为抑制输入冲击电流，避免对输入系统电网输入开关、保险丝、电容等器件造成不良影响，在回路中串联热敏电阻RT1。为提高整机效率，在RT1上并联MOSFET开关管Q21，电源工作后，取自主变压器T3绕组的驱动信号X2经过D1，C2整流滤波，电阻R1、R2分压，使场效应管Q21的G(栅极)极处于高电平，保证Q21导通，将热敏电阻RT1短路，减小功耗。

2.PFC(功率因数校正)部分

2.1启动电路及PFC PWM(脉冲宽度调制)控制电路(见图8)，电阻R116、R117、R118、R108、R120及稳压管Z3，电容C85、C107、C30，MOSFET Q3组成启动电路，给PWM芯片U4的7脚提供恒压源VCC1，使PWM芯片U4能正常启动稳定工作，U4脚5为芯片U4的地。电阻R112和电容C89、C20组成RC振荡器，使U4按照固定频率工作；三极管Q7，电阻R113、R32，电容C111组成斜坡补偿电路，给U4脚3提供斜坡补偿信号；电容C9和R111及U4内部误差放大器构成电压反馈补偿电路；BF点电流信号经过电阻R42和电容C61滤波反馈给U4脚3和U4内部比较器构成PFC控制电路的电流环；

2.2PFC功率变换主电路(见图9)，电阻R3、R5和二极管D2及稳压管Z1组成MOSFET Q1的G极驱动电路；当U4脚6输出驱动方波时，MOSFET Q1导通，电感L1存储能量，电阻R24上流过电流，二极管D28反偏；当U4脚6输出方波为低电平时，MOSFET Q1截止，电感L1通过二极管D28释放存储的能量给电容C6，C71，C7和后面的DC/DC变换电路。电容C23和电阻R109组成的吸收回路，在MOSFET Q1截止时吸收电压尖峰能量，保证MOSFET Q1运行在安全工作电压范围内。取自电流取样电阻R24的BF点电流信号经过电阻电容滤波反馈给U4的3脚；AG点直流电压经过取样电阻R28、R29、R30、R119、R31分压，反馈电压信号回U4脚2，调整U4脚6的输出驱动方波宽度以保证AG点直流电压的稳定；

由于PFC控制电路的电压环相对较慢，在一个正弦波输入周期内，MOSFET Q1的开通占空比D的平均值相对恒定。因而在每个开关周期内，PFC电感L1上流过的电流峰值与输入电压成正比，因此在一个正弦周期内，电感L1上的电流平均值正比于输入电压，从而达到功率因数校正的目的；

3单端反激变换器部分

3.1单端反激变换器PWM控制电路(见图10)，整机启动时，恒压源VCC1通过电阻R136、储能电容C108给PWM芯片U13脚7提供启动电源，使PWM芯片U13能正常启动，U13脚5为芯片U13的地，电容C41是U13脚7电源端的去耦电容。电阻R33和电容C67、C90组成RC振荡器，使U13按照固定频率工作；三极管Q10，电阻R98、R89，电容C110组成斜坡补偿电路，给U13的3脚提供斜坡补偿信号；AH点反馈的电压信号经过电阻R49到U13脚2；电容C14和电阻R138及U13内部误差放大器构成电压反馈补偿电路；BG点电流信号经过电阻R46和电容C84滤波反馈给U13的3脚和U13内部比较器构成单端反激变换器控制电路的电流环；电阻R130、电容C94和三极管Q20组成缓启动电路，使U13脚6输出驱动方波占空比逐渐变大；电容C40是U13脚8参考端的去耦电容；

3.2单端反激变换器驱动电路(见图11)，(驱动变压器T1标注“·”端为同名端)，电压源VCC2通过电阻R4、储能电容C19和去耦电容C31、稳压管Z2给驱动芯片U6提供工作电源，U6脚8为芯片U6的参考地。稳压管Z2为保护二极管；

其C63、R124、D9、R123、C64等外围器件和驱动芯片U6共同组成主开关管Q4和钳位管Q2需要的互补驱动信号。驱动芯片U6经驱动变压器T1隔离驱动钳位管；电阻R123、R124分别和电容C64、C63组成延迟电路；U6脚4因通过电阻R147接地为低电平；U6脚1始终处于高电平状态(通过电阻R121与电压源VCC2相接)；

A、当PWM U13脚6输出驱动方波时，经过延迟电路、电阻R145到U6脚3，这时U6脚5输出延迟的方波信号，这个信号经过电阻R36到Q4-G控制主开关管Q4缓慢导通；同时这个方波信号经二极管D9导通到U6脚2，这时U6脚7输出低电平，使驱动变压器T1绕组4脚成为负电平，通过电阻R50释放电容C10能量。同时驱动变压器T1绕组3脚也为低电平，通过二极管D4、D3快速释放电容C8和钳位管Q2-G电荷，Q2-G成为低电平(参考点为D27-K)，钳位管Q2立即关断；

B、当PWM U13脚6输出方波为低电平时，使二极管D9导通快速放电，使U6脚3处于低电平，这时U6脚5输出低电平信号，二极管D10导通迅速放掉Q4-G电荷，主开关管Q4迅速关断；同时这个低电平信号使二极管D9截止，U6脚2电平通过延迟电路缓慢放电成为低电平，这时U6脚7输出高电平电流流过电阻R50、电容C10和驱动变压器T1的绕组，绕组4脚成为高电平。同时驱动变压器T1绕组3脚也为高电平，通过电容C8和电阻R35使钳位管Q2-G也为高电平(参考点为D27-K)，钳位管Q2缓慢导通；

3.3单端反激变换器有源钳位功率电路(见图12)，(主变压器T3标注“·”端为同名端。V_C13为钳位电容电压)，AG点为PFC输出电压的正端。有源钳位电路组成：主开关管Q4，钳位管Q2，钳位电容C13，二极管D24、D27，主变压器T3的初级绕组；二极管D24、D27作用是加快钳位管Q2的开关速度；初级电流取样电阻R56的电流信号经过电阻电容滤波反馈给U13的3脚；

当Q4-G驱动为高电平时，主开关管Q4导通，电压加在变压器T3的初级1、3绕组上，初级绕组存储能量；同时Q2-G驱动为低电平，钳位管Q2、二极管D24、D27截止；次级整流二极管D34、D7、D29、D6、D21、D32、D17也反向截止；这时次级电容C22、C3、C26、C51、C88、C33等为次级负载提供能量，保证输出电压的稳定。

当Q4-G驱动为低电平时，主开关管Q4截止，变压器励磁电流给Q4的D(源极)和S(漏极)之间寄生电容充电，D27-K电压开始升高，当高于AG点电压时，初级绕组存储的能量释放到次级，次级整流二极管导通；当寄生电容电压充到AG+V_C13时，二极管D24正向导通，则Q4的漏极、源极电压钳位在AG+V_C13，励磁电流给钳位电容C13充电并线性减小，此时驱动信号加到钳位管Q2-G，钳位管Q2零电压(ZVS)导通。初级绕组由于受到反向电压的作用，励磁电流反向，二极管D27导通，钳位电容C13放电，变压器T3的初级绕组流过反向电流使T3复位。接着Q2-G驱动信号变为低电平，钳位管Q2截止，主开关管Q4仍处于截止状态。为维持反向电流不变，主开关管Q4的漏、源极之间寄生电容开始放电，使主开关管Q4在下次导通时VDS电压较低，提高了电源效率；

在主开关管Q4截止时，初级绕组能量释放到次级；

A、经过二极管D17、D32整流，电感L10，电容C74、C98、C100、C33、C32滤波，分别得到12和VDD3的直流电压；电容C72和电阻R104、R126组成吸收电路，吸收二极管D17上的尖峰电压。电感L10阻止励磁电流流向次级，主开关管Q4漏、源极电容放电到较低电压，使主开关管Q4导通时漏、源极电压较低，提高整机效率。电阻R127、R133为假负载。

B、经过二极管D29、D6、D21整流和电容C26、C50、C65、C51、C88滤波，分别得到直流电压BJ、12B、12C。电容C16和电阻R103、R60组成吸收电路，吸收二极管D29上的尖峰电压。电阻R151为12C的假负载。

C、经过二极管D34、D7整流，电感L9，电容C22、C52、C3、C53滤波，分别得到BH和12A的直流电压。电容C15和电阻R101、R59组成吸收电路，吸收二极管D34上的尖峰电压。电感L9阻止励磁电流流向次级，主开关管Q4漏、源极电容放电到较低电压，使主开关管Q4导通时漏、源极电压较低，提高整机效率；

接在输入、输出地之间的电容C95能滤除共模干扰信号；

4.初级辅助电源

4.1辅助供电电源(见图13)，(主变压器T3标注“·”端为同名端)，当主变压器T3的1脚为高电平，3脚为低电平时；对应绕组同名端的5、8脚也为高电平，6、7脚也为低电平。5脚高电平经过二极管D30、D31分别整流电容C18、C17滤波产生电压源VCC1和VCC2；5脚高电平经过二极管D25整流和电阻R142、电容C119滤波、电阻R144分压产生直流电平驱动三极管Q18导通，使Q3-G的电平约为稳压管Z4的稳压值，关断启动电路。绕组X1-X2是MOSFETQ21的G极驱动信号。

5.输出部分

5.1主路输出+12V滤波及控制电路(见图14)，直流电压12经过电感L8和电容C75、C35滤波得到纹波很小+12V直流电压，再经过限流管Q14和限流取样电阻R67，电容C39滤波得到12V/1.2A直流电压。电阻R96为+12V的假负载；

直流电压VDD3经过电阻R129、电容C76滤波后，通过电阻R149给限流管Q14提供栅极驱动信号，控制限流管Q14的导通；同时A3的信号经过电阻R95分压、电容C109滤波、加在三极管Q11基极控制限流管Q14栅极驱动信号。接在大地与输出地之间电容C79能滤除共模干扰信号；

5.2输出-70V/0.15A滤波及控制电路(见图15)，BJ直流电压经过电感L6及电容C34、C25滤波，再经过限流管Q15输出，得到-70V/0.15A直流电压。电阻R63、R90为-70V的假负载。电阻R128为-70V/0.15A电流取样电阻。稳压管Z9为限流管Q15栅极的保护二极管。接在-70V GND与输出地之间电容C66滤除共模干扰信号；

直流电压12C经过电阻R51、电容C68滤波通过电阻R125给限流管Q15提供栅极驱动信号，控制限流管Q15的导通；同时A2信号经过电阻R45分压、电容C42滤波加在三极管Q9基极控制三极管Q5的导通从而控制限流管Q15栅极驱动信号；

5.3输出-48V/1.5A滤波及控制电路(见图16)，BH直流电压经过电感L5和电容C28、C27滤波，再经过限流管Q13与输出地相连，从而得到-48V/1.5A直流电压。电阻R62、R102为-48V的假负载。电阻R67为-48V/1.5A电流取样电阻。稳压管Z8为限流管Q13的栅极保护二极管；

直流电压+12V经过电阻R52、电容C69滤波通过电阻R110给限流管Q13提供栅极驱动信号，控制限流管Q13的导通；同时A1信号经过电阻R23分压、电容C80滤波加在三极管Q8基极控制三极管Q6的导通从而控制限流管Q13栅极驱动信号；

5.4输出3.3V/6A BUCK电路(见图17)，直流电压12经过电感L200和电容C200-C204储能滤波到PWM芯片U200脚13，给下管MOSFET Q201提供驱动能源；通过二极管D200和电容C212给上管MOSFET Q200提供驱动能源；同时经过电阻R203给PWM芯片供电；再通过电阻R200、R201分压给U200脚6提供高电平，使芯片U200能正常工作；电容C211为U200的去耦电阻。

当U200脚9输出高电平、U200脚12输出低电平时，下管MOSFET Q201截止，上管MOSFET Q200导通给电感L201储能、电容C214-C216、C207、C103、C103、C118、C120充电和负载供电；当U200脚9输出低电平、U200脚12输出高电平时，上管MOSFET Q200截止，下管MOSFET导通，电感L201上的能量释放给电容C214-C216、C207、C103、C103、C118、C120和负载；

输出电压取样电阻R204-R208的电压反馈回U200脚5调整U200脚9、U200脚12输出占空比保证输出电压稳定。电阻R211和电容C217、C218为反馈补偿电路。过流取样电阻R202、电容C210反馈到U200脚2，调整U200脚9、U200脚12输出占空比使输出电流低于设定的过流保护点。电阻R212为振荡电阻，使U200按照固定频率工作。电容C219为软启动电容，在PWM芯片工作时，U200脚9输出占空比能逐渐变大。电阻R210、R137为3.3V/6A的假负载。

6.反馈部分

6.1主路输出+12V反馈取样控制电路(见图18)，输出+12V电压经过取样电阻R22、R143分压反馈到可调基准源U10的R极控制光耦U11发光二极管导通(光耦隔离)；电流流过光耦U11的光敏三极管，在电阻R97上产生相应的电压信号AH反馈回U13脚2，控制U13脚6输出占空比。电阻R78、R79、R80，电容C56，三极管Q17组成防过冲电路，防止输出+12V电压开机过冲。电容C49是反馈补偿电容，电容C102、C105为去耦电容，电容C16使输出+12V电压的变化快速反馈回可调基准源U10的参考极。

7.保护功能

7.1过温保护及输出过压保护(见图19)，过温保护：当电源工作温度超过设定的温度时，温度开关R131为导通状态，导致二极管D20正向导通，使U13脚1和Z4-K变为低电平，单端反激部分PWM控制电路没有输出、辅助电源不供电，整个电源无输出。当电源工作温度恢复到设定温度以内时，温度开关R131自动断开，整个电源恢复正常工作；

输出过压保护：当+12V输出或+3.3V/6A输出超过各自设定的输出电压时，会击穿稳压管Z6或Z7，电流流过电阻R115、R48，光耦U12的发光二极管(光耦隔离)；这时U12的光敏三极管导通，电容C93滤除干扰信号，在电阻R19产生高电压驱使三极管Q12导通，使三极管Q16的基极变为低电平，电压源VCC2通过电阻R100使三极管Q16的发射极始终处于高电平状态，这时三极管Q16导通形成正反馈。三极管Q12导通使二极管D5正向导通，将U13脚1和Z4脚K变为低电平，造成主功率PWM电路停止工作、辅助电源不供电，整个电源无输出。只有当电源再次启动时，才能正常工作；

7.2输出+12V/1.2A过流短路保护电路(见图20)，输出+12V电压通过二极管D18隔离和电容C101储能，电容C43去耦给运放IC3和比较器IC6提供工作电源，此电源经过电阻R83分压和稳压基准源U3得到稳定的电压参考源REF3；

电阻R122、R150和电容C106、三极管Q19、二极管D23使IC3脚6在电源启机时快速为高电平，大于IC3-5电压，IC3脚7输出低电平，使得12V/1.2A在电源启机时能正常输出；

电阻R91和二极管D19，电阻R92，电阻R41调节过流保护、短路保护电路回差。电阻R38为比较器IC6的上拉电阻，电容C99为比较器IC6的去耦电容；

过流保护：在限流取样电阻R67上的电流信号12VA和12V/1.2A经过差动误差放大器IC3放大，通过电阻R72和电容C44组成的延迟电路到比较器IC6脚6，电压参考源REF3经过电阻R74、R76分压给IC6脚5提供电压基准，IC6脚5与IC6脚6电压进行比较。如输出电流大于设定的电流时，IC6脚6电压会大于IC6脚5，则IC6脚7输出低电平，通过二极管D16快速放电，使运放IC3脚6变成低电平，低于运放IC3脚5参考电压，IC3脚7输出高电平，此高电平通过电阻R43控制三极管Q11的导通从而控制限流管Q14截止，达到过流保护；

短路保护：在限流取样电阻R67上的电流信号12VA和12V/1.2A经过差动误差放大器IC3放大，通过电阻R71、R134分压到比较器IC6脚6，电压参考源REF3经过电阻R37给IC6脚3提供电压基准，IC6脚2与IC6脚3电压进行比较。如输出短路时，IC6脚2电压会大于IC6脚3，则IC6脚1输出低电平，通过二极管D16快速放电，使运放IC3脚6变成低电平，低于运放IC3脚5参考电压，IC3脚7输出高电平，此高电平通过电阻R43控制三极管Q11的导通从而控制限流管Q14截止，达到短路保护；

7.3输出-48/1.5A过流短路保护电路(见图21)，直流电压12A给比较器IC1、IC4提供工作电源，同时通过电阻R82分压和稳压基准源U2得到稳定的电压参考源REF1；

电阻R55和电容C11使IC1脚2在电源启机时快速为低电平，低于IC1脚3REF1参考电压，IC1脚1输出高电平通过二极管D8加到IC1脚6，高于IC1脚5，IC1脚7输出低电平，使得-48V/1.5A在电源启机时能正常输出；

电阻R86和二极管D12，电阻R84、R20调节过流保护、短路保护回差。电阻R14、R53、R58为比较器IC4、IC1的上拉电阻，电容C92为比较器IC4、IC1的去耦电容；

过流保护：在限流取样电阻R66上的信号-48V/1.5A通过电阻R68和电容C12组成的延迟电路到比较器IC4脚6，电压参考源REF1经过电阻R69、R70分压给IC4脚5提供电压基准，IC4脚5与IC4脚6电压进行比较。如输出电流大于设定的电流时，IC4脚6电压会大于IC4脚5，则IC4脚7输出低电平，通过二极管D14快速放电，使比较器IC1脚6变成低电平，低于IC1脚5参考电压，IC1脚7输出高电平，此高电平通过电阻R21控制三极管Q8、Q6的导通从而控制限流管Q13截止，达到过流保护；

短路保护：在限流取样电阻R66上的信号-48V/1.5A通过电阻R65到比较器IC4脚2，电压参考源REF1经过电阻R12、R9分压给IC4脚3提供电压基准，IC4-2与IC4-3电压进行比较。如输出短路时，IC4-2电压会大于IC4-3，则IC4-1输出低电平，通过二极管D14快速放电，使比较器IC1脚6变成低电平，低于IC1脚5参考电压，IC1脚7输出高电平，此高电平通过电阻R21控制三极管Q8、Q6的导通从而控制限流管Q13截止，达到短路保护。

7.4输出-70V/0.15A过流短路保护电路(见图22)，直流电压12B给比较器IC2、IC5提供工作电源，同时通过电阻R81分压和稳压基准源U1得到稳定的电压参考源REF2；

电阻R99和电容C96使IC2脚2在电源启机时快速为低电平，低于IC2脚3REF2参考电压，IC2脚1输出高电平通过二极管D15加到IC2脚6，高于IC2脚5，IC2脚7输出低电平，使得-70V/0.15A在电源启机时能正常输出；

电阻R85和二极管D11，电阻R93、R18调节过流保护、短路保护回差。电阻R13、R47、R34为比较器IC5、IC2的上拉电阻，电容C4为比较器IC4、IC1的去耦电容；

过流保护：在电流取样电阻R128上的信号-70V/0.15A通过电阻R73和电容C45组成的延迟电路到比较器IC5脚6，电压参考源REF2经过电阻R75、R77分压给IC5脚5提供电压基准，IC5脚5与IC5脚6电压进行比较。如输出电流大于设定的电流时，IC5脚6电压会大于IC5脚5，则IC5脚7输出低电平，通过二极管D13快速放电，使比较器IC2脚6变成低电平，低于IC2脚5参考电压，IC2脚7输出高电平，此高电平通过电阻R44控制三极管Q9、Q5的导通从而控制限流管Q15截止，达到过流保护；

短路保护：在电流取样电阻R128上的信号-70V/0.15A通过电阻R64到比较器IC5脚2，电压参考源REF2经过电阻R11给IC5脚3提供电压基准，IC5脚2与IC5脚3电压进行比较。如输出短路时，IC5脚2电压会大于IC5脚3，则IC5脚1输出低电平，通过二极管D13快速放电，使比较器IC2脚6变成低电平，低于IC2脚5参考电压，IC2脚7输出高电平，此高电平通过电阻R44控制三极管Q9、Q5的导通从而控制限流管Q15截止，达到短路保护。

说明：EMI-电磁干扰；PFC-功率因数效正；OVP-过压保护；PWM-脉冲宽度调整；BUCK-降压电路；OCP-过流保护。

Claims (9)

1.一种多路输出的通讯系统应用电源，包括输入部分、PFC部分、单端反激变换器部分、初级辅助电源、输出部分、反馈部分、保护部分及其有序连接；其中输入部分包括电源输入、防雷电路、EMI电路、输入整流、输入冲击电流抑制电路；PFC部分包括启动电路及PWM控制电路、PFC功率变换主电路；单端反激变换器部分包括单端反激变换器PWM控制电路、单端反激变换器驱动电路、单端反激变换器有源钳位功率电路；初级辅助电源包括供电电源；输出部分包括滤波及控制电路、BUCK电路；反馈部分包括反馈取样控制电路；保护部分包括过温及过压保护电路、过流短路保护电路；其特征是所述电源输入经功率因数校正电路、单端反激变换器有源钳位，整流、滤波及控制电路、过温及过压保护、过流短路保护等电路实现多路输出；其中在输出滤波及控制电路中，直流电压12经电感L8、电容C75、C35、电阻R96接场效应管Q14漏极，Q14源极经电阻R67、电容C39输出；直流电压VDD3经电阻R129一路接电容C76、电阻R149到Q14栅极，另一路接Q11集电极，Q11基极与地之间并联电容C109、电阻R95，Q11发射极接地。在过流短路保护电路中，+12V直流电压经二极管D18、电容C101、C43、C99分为四路，一路接运放IC3A脚8和比较器IC6A脚8，二路接电阻R83和基准源U3得到参考源REF3，三路经电阻R38接IC6A脚1、IC6B脚7，四路接三极管Q11集电极；IC3A脚2接电阻R25，IC3A脚3接电阻R26，IC3A脚3与地之间并联电阻R114和电容C70，电阻R61和电容C54并联跨接在IC3A脚1和2之间；IC3A脚1一路经电阻R72、电容C44接IC6B脚6，参考源REF3经电容C46、电阻R74、R76接IC6B脚5，电阻R91和二极管D19串联跨接在IC6B脚5和脚7之间；IC3A脚1的另一路经电阻R71、R134、电容C83接IC6A脚2，参考源REF3经电阻R37、R135接IC6A脚3，电阻R92跨接在IC6A脚3和脚1之间；IC6A脚1、IC6B脚7经电阻R94、电容C77接IC3B脚6，IC3B脚6经二极管D16与IC6A脚1、IC6B脚7及IC3B脚5分别相接，三极管Q11发射极经二极管D23、电阻R150接IC3B脚6，Q11集电极和基极跨接电容C106，基极经电阻R123接地，参考源REF3经电阻R40接IC3B脚5，IC3B脚5与脚7之间跨接电阻R41，IC3B脚7接电阻R43、电容C91。

2.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是在输出滤波及控制电路中，直流电压BH经电感L5、电容C27、C28、C24、电阻R62接场效应管Q13漏极，Q13源极接R102输出；直流电压+12V经电阻R52、R110、电容C69接Q13栅极，Q13栅极与源极之间跨接稳压管Z8，Q13栅极经电阻R10接三极管Q6发射极，同时Q6集电极接Q13源极，Q6基极经电阻R8接三极管Q8集电极，Q8发射极接电容C69，电容C80与电阻R23并联在Q8基极与发射极之间。在过流短路保护电路中，直流电压12A经电容C92一路接比较器IC4A脚8、IC1A脚8，一路接电阻R82和基准源U2得到参考源REF1，一路经电阻R14接IC4A脚1、IC4B脚7，另一路经电阻R53、R58分别接IC1A脚1、IC1B脚7；IC4B脚6接电阻R68、电容C12，参考源REF1经电阻R69、R70、电容C36接IC4B脚5，电阻R84和二极管D12串联跨接在IC6B脚5和脚7之间；IC4A脚2接电阻R65、电容C82，参考源REF1经电阻R12、R9接IC4A脚3，电阻R86跨接在IC4A脚3和脚1之间；IC4A脚1、IC4B脚7经电阻R88、电容C73接IC1B脚6，IC1B脚6经二极管D14与IC4A脚1、IC4B脚7及IC1B脚5分别相接，参考源REF1经电阻R16接IC1B脚5，IC1B脚5与脚7之间跨接电阻R20，IC1B脚7接电阻R21、电容C37；参考源REF1接IC1A脚3，IC1A脚2接电阻R55、电容C11，IC1A脚1经二极管D8接IC1B脚6。

3.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是在BUCK电路中，直流电压12经电感L200接场效应管Q200漏极，Q200源极接电感L201、电容C214-216输出；直流电压12经电感L200、电容C200-C204接芯片U200脚13，再经电阻R200、电容C208并联接U200脚6，Q200漏极经电阻R202、电容C210并联接U200脚2，经电阻R203接U200脚14，U200脚13与脚10之间跨接二极管D200，U200脚9经电阻R01接Q200基极，U200脚10与脚8之间跨接电容C212，Q200源极接U200脚8、Q201漏极；U200脚12经电阻R02接场效应管Q201基极，Q201漏极与源极之间跨接二极管D201，U200脚11、脚7、Q201源极接地，U200脚3、脚1分别经电容C219、电阻R212接地，电压+3.3V/6A经电阻R204-R209、电容C213接U200脚5，电阻R211与电容C217串联后，再与电容C218并联跨接在U200脚4与脚5之间。

4.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是在过温保护及输出过压保护电路中，稳压管Z6、Z7分别与共阴二极管D22正端相接，二极管D22负端经电阻R115接光耦U12A脚1，光耦U12A脚1和脚2之间并联电阻R48、电容C112，光耦U12A脚2接地；电压源VCC2一路经电阻R17接三极管Q16基极、三极管Q12集电极、二极管D5，一路经电阻R100接Q16发射极，另一路接光耦U1B脚4，U12B脚3接Q16集电极、Q12基极，电阻R19与电容C93并联在Q12基极与地之间，Q12发射极接输入地，二极管D20接温度开关R131，温度开关R131接输入地。

5.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是在反馈取样控制电路中，参考源U13-8接光耦U11B脚4，光耦U11B脚3经电阻R79接输入地；直流电压+12V一路经电阻R78、电容C56串联接电阻R79、三极管Q17基极，一路经电阻R132接光耦U11A脚1，另一路经电阻R22与电容C116并联接可调基准源U10参考极；Q16基极与发射极之间跨接电阻R79，光耦U11A脚2接可调基准源U10阴极、经电阻R79接三极管Q17集电极，Q17发射极接U10阳极，U10阴极与参考极之间跨接电容C49，电阻R143和电容C104并联跨接在U10参考极与阳极之间。

6.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是在辅助电源中，二极管D25、D30、D31正端接主变压器T3初级绕组脚5，D30、D31负端分别经电容C17、C18与组T3初级绕组脚相接；二极管D25负端经电阻R142接三极管Q18基极，电容C119与电阻R144并联跨接在Q18基极与发射极之间，稳压管Z4接Q18集电极。

7.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是

在单端反激变换器PWM控制电路中，电源VCC1经电阻R136、电容C108、C41接芯片U13脚7，U13脚5接输入地；U13脚8经电阻R130接三极管Q20基极，Q20发射极接U13脚1，Q20基极与集电极跨接电容C94；电容C14与电阻R138并联跨接在U13脚1和脚2之间，U13脚2接电阻R49，U13脚8、脚4之间跨接电阻R33，U13脚4经电容C67、C90接输入地，U13脚8接三极管Q10集电极，电阻R89与电容C110并联跨接在Q10发射极与U13脚3之间，Q10基极接电阻R98，U13脚3接电阻R46、经电容C84接输入地；

在单端反激变换器驱动电路中，电源VCC2经电阻R4、电容C31、C19、稳压管Z2接芯片U6脚6，U6脚5接二极管D10、电阻R36、R6，U6脚4经电阻R147接输入地，驱动信号U13-6经二极管D9、电阻R123、R124、R145、电容C63、C64分别接U62、脚3，U6脚1、脚6之间跨接电阻R121，U6脚4经电阻R147接输入地，U6脚7经电阻R50、电容C10、驱动变压器T1绕组4、6接U6脚8，U6脚8接输入地，T1绕组3、1之间跨接电容C8、二极管D3、D4、电阻R35、R39；

在单端反激变换器有源钳位功率电路中，场效应管Q4、Q2、电容C13、二极管D24、D27与变压器T3初级绕组1、3组成上管有源钳位电路；次级绕组分别接二极管D34、D7、D29、D6、D21、D32、D17、电感L9、L10、电容C22、C3、C26、C65、C88、C32、C74。

8.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是

在启动电路及PFC PWM控制电路中，电阻R116、R117、R118串联接场效应管Q3栅极，Q3栅极经稳压管Z3、电容C85、电阻R108接输入地，Q3漏极接电阻R120，Q3源极接芯片U4脚7经电容C30、C107接输入地，U4脚8、脚4之间跨接电阻R112，U4脚4经电容C89、C20接输入地，三极管Q7基极接电阻R113，Q7集电极接U4脚8，Q7发射极经电阻R32、电容C111并联接U4脚3，U4脚3接电阻R42、电容C61，电阻R111、电容C9并联跨接在U4脚1、脚2之间；

在PFC功率变换主电路中，驱动信号U4-6经二极管D2、电阻R3、R5、稳压管Z1接场效应管Q1栅极，Q1漏极与源极之间跨接串联电阻R109、电容C23，Q1源极经电阻R24接输入地，电感L1接Q1漏极并经二极管D28接电容C6、C71、C7、电阻R28-R31和R119。

9.如权利要求1所述的多路输出的通讯系统应用电源，其特征是

在防雷电路中，放电管FDG1接在压敏电阻MOV1与MOV3之间，压敏电阻MOV2跨接在MOV1与MOV3两端，MOV1、MOV3分别经保险丝F1、F2与输入线相接，FDG1接大地；

在EMI电路中，保险丝F3接双刀开关S1，S1接三级滤波电路，第一级由电容C60、电阻R105-R107串联、共模电感L4、电容C57、C58组成；第二级由电容C21、共模电感L3、电容C86、C87组成；第三级由差模电感L7、电容C59组成；

在输入冲击电流抑制电路中，二极管D1经电容C2、电阻R2、R1接场效应管Q21栅极，Q21漏极与源极之间跨接热敏电阻RT1并分别接电容C1、C55，Q21漏极接输入地。

Images