一种抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块的制作方法

本实用新型属于电源领域，具体涉及一种抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块。

背景技术：

目前在国内市场上，常规电源给电机供电，由于电机有感应电动势，致使输出电压泵升变高，为了使输出电压能控制到一定的范围内，固要添加抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块。且现有技术具有体积大，效率偏低，维修复杂，内部MOS管容易损坏，功率局限性大和泄放时间不可调等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块，实现了体积小、负载功率可调、高精度输出及高频率泄放。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块，其采用运算放大器和555定时器构成的拓扑结构，并通过运算放大器和555定时器直接控制MOS管实现对输出电压的泄放，采用双回差设计保护内部的MOS管；所述运算放大器通过驱动三极管，使所述555定时器在高频输出状态工作。

进一步的，所述运算放大器型号为LM158，所述555定时器由12V供电。

进一步的，所述脉冲泄放模块电容为防浪涌电容，采用大容量瓷介电容器，其开关管采用两支并联的IXFB100N50P。

进一步的，所述脉冲泄放模块内部泄放电阻为9支50W20R的电阻并联，其变压器采用的磁性材料为T10磁环。

进一步的，所述555定时器的振荡电阻选用低温漂、高精度的电阻，电容采用低温漂、高精度的电容，工作温度范围-55℃--150℃；所述脉冲泄放模块采样电阻均选用低温漂、高精度的电阻。

进一步的，所述脉冲泄放模块的双回差为10V～400V。

进一步的，所述脉冲泄放模块采用SMT表面贴装技术，外壳为金属外壳，内部实体填充导热胶；其外形尺寸为120×70×36mm3。

本实用新型的有益效果在于：

功率大：几百瓦至几十千瓦，双回差、高频泄放频率可调，实现模块化配置，使用维修简单；接口丰富，体积小，配置灵活，成本低。

通过运算放大器和555定时器直接控制MOS管实现对输出电压的泄放，其功率密度比使用分立元件的开关电源大很多，可靠性也更高，因此，本实用新型体积很小，性能稳定；并且采用双回差设计，更能保护内部的MOS管。

采用SMT表面贴装工艺，四层板工艺结构，性能稳定可靠；每一路的采样电阻均选用低温漂(30ppm)、高精度的电阻，提高电源的稳压精度；短路保护的电流取样中采用了电流环取样的方式，取代了以往电阻的取样方式，提高电源的效率及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的附图。

图1为本实用新型的模块外形结构主视图；

图2为本实用新型的模块外形结构仰视图；

图3为本实用新型的模块外形结构侧视图；

图4为本实用新型的模块外形结构后视图；

图5为本实用新型工作原理图；

图6为本实用新型内部模块电路原理图；

图7为本实用新型LM158芯片内部原理框图；

图8为本实用新型555定时器工作原理图；

图9为本实用新型电源印制板装配图正面示意图。

具体实施方式

如图1-9所示的一种抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块，其采用运算放大器和555定时器构成的拓扑结构，开关频率在25KHz(典型值)。可根据具体负载的功率进行可调，该产品采用SMT工艺制作，外壳为金属结构，内部实体填充导热胶。

本实用新型通过运算放大器和555定时器直接控制MOS管实现对输出电压的泄放，功率密度比使用分立元件的开关电源大很多，可靠性也更高，因此，这种方案做出来的电源体积很小，性能稳定，实用新型抑制大功率泵升双回差可调高频脉冲泄放模块的体积是进口以色列的产品的1/4大小，并且采用双回差设计，更能保护内部的MOS管。

如图5为本实用新型工作原理图：当输出电压升高时，通过输出电压取样R50、R56电压到2.5V，LM1运放同相端高于反向端，运放输出端高电平，驱动Q4，使555定时器工作在25khz，MOS管工作在25khz开关状态下，泄放电阻也工作在25khz开关状态下，当输出电压泄放到双回差点上，控制复位，采样重新启动。

1.如图6为本实用新型的内部模块原理图，内部模块为自己研发制作，输入为9V～40V，输出为12V10W。

2.如图7为运算放大器原理图，型号LM158，主要实现电压比较，和双回差的功能，通过驱动三极管，使555定时器工作在高频输出状态。

3.如图8为555定时器电路原理图，是由12V供电，当运算放大器采样到泄放电压点时，触发内部三级管Q4，使内部555定时器工作25KHZ频率驱动MOS管Q2、Q3，进而通过泄放电阻将输出电压，泄放到设计的范围。将555定时器接成单稳态、形式，平时三级管开关Q4处于常开状态555的③脚输出低电平。此时内部放电开关闭合，电容C上的电压为零。当三极管导通时，触发电路翻转，555定时器的③脚由低电平变为高电平，电路进入暂稳状态；暂态时间结束后，输出端由高电平变为低电平，暂态时间to即为定时时间t w＝1.1RC。此种电路三极管每导通一次，电路就进入定时工作状态一次，导通频率典型值25KHZ。

4.电阻电容的选取

本电路输入防浪涌电容采取大容量瓷介电容器，其特点是无极性，适合用作混合集成电路或印刷电路的表面贴装元件，具有低等效串联电阻(ESR)和低等效串联电感(ESL)。

为确保整个电路开关频率的稳定性，555定时器的振荡电阻选用低温漂、高精度的电阻，电容采用低温漂、高精度的电容，工作温度范围-55℃--150℃。

为了提高电源的稳压精度，每一路的采样电阻均选用低温漂(30ppm)、高精度的电阻。短路保护的电流取样中为了提高电源的效率及可靠性采用了电流环取样的方式，取代了以往电阻的取样方式。

5.功率开关管和泄放电阻的选取

电压电路中，开关管在过压浪涌时，要承受10-400V的反向电压，流过管子的电流约为50A，则损耗功率为：

Pmax＝400V×50A＝20000W

因此设计选用IXFB100N50P两支并联，电参数完全满足设计要求。IXFB100N50P基本参数是：

Vds＝500V；Pd＝50000W；RDS＝0.049Ω；Id＝100A

内部泄放电阻为9支50W20R的电阻并联，最终电阻为2.2R，可承受瞬时的泄放功率。

6.磁性材料的选取

磁性材料依高饱和磁通密度Bs、高居里温度Qc、高电阻率ρ、高导磁率u、低剩余磁通密度Br、低磁心损耗Pc的原则变压器选取TDK有限公司材质为T10磁环。

产品参数：

◇输入电压范围：9V～40V

◇输出电压泄放范围：10V～400V

◇输出最大电流：50A

◇泄放频率：25kHz(10Hz～100kHz)

◇工做温度范围：-55℃～+100℃

◇尺寸：A:120×70×36mm3

◇双回差：10V～400V

◇电压精度：100mV

本实用新型的关键点和保护点为：

1.高精度输出。

2.高频率泄放。

3.双回差的保护。

4.加电时应正确连接电源的正负极，保证正确供电，以避免烧毁。

本实用新型的优点是：功率大：几百瓦至几十千瓦，双回差、高频泄放频率可调，实现模块化配置，使用维修简单；接口丰富，体积小，配置灵活，成本低。

通过运算放大器和555定时器直接控制MOS管实现对输出电压的泄放，其功率密度比使用分立元件的开关电源大很多，可靠性也更高，因此，本实用新型体积很小，性能稳定；并且采用双回差设计，更能保护内部的MOS管。

采用SMT表面贴装工艺，四层板工艺结构，性能稳定可靠；每一路的采样电阻均选用低温漂(30ppm)、高精度的电阻，提高电源的稳压精度；短路保护的电流取样中采用了电流环取样的方式，取代了以往电阻的取样方式，提高电源的效率及可靠性。

本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。