专利名称：Cpci低纹波工控机电源的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种工控机电源。
背景技术：
CPCI所具有高开放性、高可靠性、可热插拔(Hot Swap)，使该技术除了可以广泛应用在通讯、网络、计算机电话整和(Computer Tel印hony)，也适合实时系统控制(Real Time Machine Control)、产业自动化、实时数据采集(Real-Time Data Acquisition)、军事系统等需要高速运算、智能交通、航空航天、医疗器械、水利等模块化及高可靠度、可长期使用的应用领域。由于CPCI拥有较高的带宽，它也适用于一些高速数据通信的应用，包括服务器、 路由器、交换机等。CPCI规范自制定以来，已历经多个版本。最新的PICMG 3. 0所规范的CPCI技术架构在一个更加开放、标准的平台上，有利于各类系统集成商、设备供应商提供更加便捷快速的增值服务，为用户提供更高性价比的产品和解决方案。PICMG 3.0标准是一个全新的技术，与PICMG 2. χ完全不同，特别在速度上与PICMG 2. χ相比，PICMG 3. 0速度每秒可达 2Tb。PICMG 3. 0主要将应用在高带宽电信传输上，以适应未来电信的发展，PICMG 2. χ则仍是目前CPCI的主流，并将在很长时间内主宰CPCI的应用。由于直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成份较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合，对纹波的要求各不一样。对于电容器老练来说，无论是那一种纹波，只要不是太大，一般对电容器老练质量不会构成影响。而对程控机电源或音响设备中所使用的电源，由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号，虽然其幅度不是太高，但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。因此对这种形态的纹波应有一定的要求，而对于用于一些控制的场合，由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件，使设备运行的可靠性降低，因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制，而对类似正弦波的纹波，一般由于其幅度较低，对控制部件的干扰不大。随着3. 3ν/5ν成为许多通信子系统的主要供电电源，必须对3. 3ν电源线上的噪声进行抑制，以确保从该电源获得电源供应的逻辑器件能够正确工作。存在纹波的害处1、使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故；容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害；2、增加附加损耗，降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率；降低了电源的效率；3、使电气设备(如旋转电机、电容器、变压器等)运行不正常，加速绝缘老化，从而缩短它们的使用寿命；较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器；4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作；5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量；会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；6、干扰通信系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通信设备。
发明内容为了克服现有的CPCI工控机电源的无法有效抑制低频纹波的不足，本实用新型提供一种能够有效抑制低频纹波的CPCI低纹波工控机电源。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种CPCI低纹波工控机电源，包括桥式整流滤波电路、MOS管斩波/变压器功率变换电路、输出同步整流/滤波电路、辅助供电电路、共模η型滤波电路、有源滤波电路、差模η型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路和超低纹波/噪声输出电路， 所述桥式整流滤波电路与所述MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，所述MOS管斩波/ 变压器功率变换电路与输出同步整流/滤波电路连接；所述共模η型滤波电路、有源滤波电路、差模η型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路、超低纹波/噪声输出电路依次连接，所述差模η型滤波电路与所述辅助供电电路连接，所述辅助供电电路与所述MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，所述辅助供电电路同时与有源滤波电路连接。本实用新型的有益效果主要表现在能够有效抑制低频纹波。
图1是CPCI低纹波工控机电源的外观示意图。图2是CPCI低纹波工控机电源的原理框图。图3是CPCI低纹波工控机电源的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1 图3，一种CPCI低纹波工控机电源，包括桥式整流滤波电路、MOS管斩波/变压器功率变换电路、输出同步整流/滤波电路、辅助供电电路、共模η型滤波电路、 有源滤波电路、差模η型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路和超低纹波 /噪声输出电路，所述桥式整流滤波电路与所述MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，所述MOS管斩波/变压器功率变换电路与输出同步整流/滤波电路连接；所述共模π型滤波电路、有源滤波电路、差模η型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路、超低纹波/噪声输出电路依次连接，所述差模η型滤波电路与所述辅助供电电路连接，所述辅助供电电路与所述MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，所述辅助供电电路同时与有源滤波电路连接。本实施例中，由整流滤波后得到的400V DC到变压器和集成PWM处理芯片的D极进行直流斩波成脉动方波；由Dl，D2，C47，L2组成的IXD，吸收回路最大限度的处理掉400VDC 在开关斩波后的反冲尖峰，使开关波形大致接近于完整的交流方波；Rl为启动电阻，在电路开启的瞬间为PWM芯片提供电流源，使芯片的供电瞬间达到启动电压；L3，D5，R35，Cll, C12，C13组成辅助供电电路，维持在电路正常工作时的供电电压；Ql，Q2为同步整流管， R19，C31/R11，C25分别为Q1，Q2开关时的尖峰吸收网络；C37，C35，L7组成第一级共模滤波电路，滤除电路中的共模噪声和抑制纹波；TL431, Q5，R12，R13/L8，D6，R15，C19，C20，78L12 共同构成有源滤波电路，其中TL431精密稳压器和R12，R13再一次对输出电压稳压降噪， L8，D6，R15，C19，78L12，组成Q5的G极驱动电路；C13, C14，L8组成差模滤波电路，降低纹波；最后由多层陶瓷电容和铝电解电容混合滤波，降低纹波。220V AC输入后经过整流滤波/功率变换输出共模π型滤波/差模π型滤波/有源滤波/陶瓷电容和铝电解电容滤波后，在满载的情况下纹波/噪声能有效的控制在IOmv 以内，这个指标基本能够满足那些应用场合非常苛刻的需求。主变压器使用无损吸收绕组和RCD吸收电路，可以有效的改善开关波形和提供转换效率。去掉开关方波上的尖峰和毛刺能降低输出电压的纹波和噪声；220V/AC经过镇流滤波后在输出的310V和地上分别串联一个5Mh的共模电感，同时在二者之间并联 δΟΟν/Ο. Iu的陶瓷电容去除取出共模噪声和干扰；使用第二级差模滤波使用铁氧体高导材料的差模2R2电感；输出储能电容使用一个10V/1000UF KLE电容(低ESR电容)和四个10v/47uf的陶瓷电容作为第三级输出滤波；输出续流电感使用金属磁粉芯绕制的续流电感可以降低损耗；使用第四级滤波共模电感在输出的两路3. 3v/5v的正负端串联共模电感(金属磁粉心材质)；第五级滤波使用两组6个陶瓷10v/47uf电容和金属磁粉心材质的差模电感构成输出η型滤波电路对输出进行滤波降噪处理；第六级滤波使用两个 10v/330uf钽电容并联对输出进行最后一次滤波降噪处理；本实施例的技术指标为表1
权利要求1. 一种CPCI低纹波工控机电源，其特征在于包括桥式整流滤波电路、MOS管斩波/变压器功率变换电路、输出同步整流/滤波电路、辅助供电电路、共模η型滤波电路、有源滤波电路、差模η型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路和超低纹波/噪声输出电路，所述桥式整流滤波电路与所述MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，所述MOS 管斩波/变压器功率变换电路与输出同步整流/滤波电路连接；所述共模η型滤波电路、 有源滤波电路、差模η型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路、超低纹波/ 噪声输出电路依次连接，所述差模η型滤波电路与所述辅助供电电路连接，所述辅助供电电路与所述MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，所述辅助供电电路同时与有源滤波电路连接。
专利摘要一种CPCI低纹波工控机电源，包括桥式整流滤波电路、MOS管斩波/变压器功率变换电路、输出同步整流/滤波电路、辅助供电电路、共模π型滤波电路、有源滤波电路、差模π型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路和超低纹波/噪声输出电路，桥式整流滤波电路与MOS管斩波/变压器功率变换电路连接，MOS管斩波/变压器功率变换电路与输出同步整流/滤波电路连接；共模π型滤波电路、有源滤波电路、差模π型滤波电路、铝电解电容/多层陶瓷电容混合滤波电路依次连接，差模π型滤波电路与辅助供电电路连接，辅助供电电路与MOS管斩波/变压器功率变换电路连接、有源滤波电路连接。本实用新型能够有效抑制低频纹波。
文档编号H02M7/12GK201994866SQ201120011608
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者曹骥, 李智勇 申请人:杭州通测微电子有限公司