集成一体化高压宽范围三路输出电源模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 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高压宽范围三路 输出电源模块。
【背景技术】
[0002] 通常情况下，交流输入AC380V转换直流电压的变换器一般以工频50Hz的变压器 转换成低压交流电，再经过整流滤波，由开关或线性芯片转换成三路直流电。由于市电网 AC380V±20%的范围，频率为50Hz，所以其电源受到工频变压器的限制，体积较大，重量较 重，效率低。如图1中变压器Tl为保证足够的功率余量和在输入拉偏范围内保证输出功率， 其自身功率在15-20W左右，其体积超过70mm*70mm*50mm，重量也在400 g以上。由于功率 较小，芯片IC1、IC2、IC3工作方式又为线性模式，其实测效率在40%-60%之间。由于效率较 低，其发热量很大，其散热也需要很大的散热片，其整体重量会达到SOOg左右。针对此种情 况，研发一种小型化、高频率、模块化的AC/DC高压宽范围三路输出电源模块，代替传统的 工频变压器方式的三路输出电源，将成为未来电源领域发展的方向。 【实用新型内容】
[0003] 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高压宽范围三 路输出电源模块。
[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] -种集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，包括整流电路、滤波电路、主控电 路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路。主控电路由主控功率芯片Ul及其附属电路 实现，Ul采用7-DIP封装形式的主控功率芯片FSL4110LR ;变压电路采用低高度EPC17变压 器Tl绕制高频变压器及其附属电路实现，变压器Tl的具体绕法为：初级-反馈-次级1和 2并绕-次级3-初级；主控功率芯片Ul的6和7脚连接变压器Tl初级2脚，反馈电路从第 一路+ 5V输出采样后经光电耦合器U2反馈至主控功率芯片Ul的3脚，保护电路自变压器 Tl初级3脚取样，经二极管D2,三极管Ql连接至主控功率芯片Ul的2脚；稳压电路包括三 路稳压输出电路，其中两路输出通过变压器的耦合性控制，这两路对应的变压器次级绕组 分别接两个二极管D4和D6进行整流，实现次级两组绕制最佳耦合性，实现此两路输出电压 精度的稳定度；第三路次级绕组接整流二极管D7,滤波电容C24后通过降压芯片LM5010实 现稳定隔离输出。
[0006] 所述集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其输入电压覆盖AC85-460V，输出 电压覆盖DC3. 3V-DC20V，输入与输出隔离电压不低于AC2000V。
[0007] 所述集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，每路输出电压覆盖范围可达 DC3. 3V-DC20V，输出为对称性负载。
[0008] 所述集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其采用塑封外壳结构，内部实体 封装的方式来提高一体化散热能力、稳定性和绝缘度。
[0009] 本实用新型具有下列优点：
[0010] 1、体积为70mmX48mmX24mm (见图4和图5)，满足小型化、模块化趋势；
[0011] 2、平面散热方式，自然散热效果更好，无需外加散热措施即可使用；
[0012] 3、标准化、系列化产品设计，可适应高压宽范围全球通用AC85-460V输入电压、输 出电压和功率等参数要求，适应性更广；
[0013] 4、空载损耗、绝缘满足CCC和CE标准。
[0014] 本实用新型的有益效果是交流输入电压，直流输出电压范围宽，隔离度高，模块工 作效率高，无需外接散热器散热，减小了模块的体积，使高压输入的电源模块化、小型化，易 于工业生产。
【附图说明】
[0015] 图1为AC380V±20%输入电源线性芯片原理图。
[0016] 图2为本实用新型AC85-460V输入三路输出开关电源原理图。
[0017] 图3为本实用新型FSL41IOLR间歇模式工作时序图。
[0018] 图4、图5为本实用新型MT6电源模块外形图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020] 如图2所示，本实用新型一种集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，包括整 流电路、滤波电路、主控电路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路。主控电路由主控 功率芯片Ul及其附属电路实现，Ul采用7-DIP封装形式的主控功率芯片FSL41IOLR ;变压 电路采用低高度EPC17变压器Tl绕制高频变压器及其附属电路实现，变压器Tl的具体绕 法为：初级-反馈-次级1和2并绕-次级3-初级；主控功率芯片Ul的6和7脚连接变压 器Tl初级2脚，反馈电路从第一路+ 5V输出采样后经光电耦合器U2反馈至主控功率芯片 Ul的3脚，保护电路自变压器Tl初级3脚取样，经二极管D2,三极管Ql连接至主控功率芯 片Ul的2脚；稳压电路包括三路稳压输出电路，其中两路输出通过变压器的耦合性控制，这 两路对应的变压器次级绕组分别接两个二极管D4和D6进行整流，实现次级两组绕制最佳 耦合性，实现此两路输出电压精度的稳定度；第三路次级绕组接整流二极管D7,滤波电容 C24后通过降压芯片LM5010实现稳定隔离输出。其中，二极管D6采用贴片封装，电感LU L2、L3和L4采用大电感量电感，所有滤波电容采用耐高压电容。
[0021] 所述集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其输入电压覆盖AC85-460V，输出 电压覆盖DC3. 3V-DC20V，输入与输出隔离电压不低于AC2000V。
[0022] 所述集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，每路输出电压覆盖范围可达 DC3. 3V-DC20V，输出为对称性负载。
[0023] 所述集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其采用塑封外壳结构，内部实体 封装的方式来提高一体化散热能力、稳定性和绝缘度。
[0024] 开关控制芯片FSL41IOLR具有以下特点：
[0025] (1)FSL4110LR具有1000V耐压的SenseFET，所以此功率芯片能满足AC85-460V输 入的宽输入范围；
[0026] (2) 4脚的电压高低可以调整电源模块输入过压保护的高低；
[0027] (3)输出过流保护为关断式，当超过设定电流时输出电流输出电压关断，当电流恢 复到设定值时，自动恢复输出；
[0028] (4)内置内部启动和软启动电路，对于所有保护功能的安全自动重启模式，固定重 启时间为1.6S。芯片内部采用软间歇模式操作，最大程度的降低了音频噪声。
[0029] FSL4110LR工作模式为间歇工作模式。为最大程度地降低待机模式下的功 耗，FSL4110LR会进入突发模式。随着负载降低，反馈电压也会降低。当反馈电压降至 VBURL(400mV)以下时，器件自动进入间歇模式，如图3所示。此时，开关操作将停止，输出 电压开始降低，降低的速率取决于待机电流负载。这会导致反馈电压上升。一旦此值超过 VBURH(500mV)，开关操作将恢复。反馈电压随之降低，此过程重复。间歇模式会交替使能和 禁用SenseFET的开关操作，从而降低待机模式下的开关损耗。另外，还减少了可听噪声软 间歇。
[0030] FSL41IOLR还有许多功能，如可选择的输入过压保护点、关断式的输出过流保护、 保护功能的自动重启等。
[0031] 如图2中变压器Tl采用的是高频变压器，此电源模块工作在50kHz的开关频率 下，用体积为18. 2mm*23. 2mm*9. 9mm的EPC17变压器就可以满足电源三路输出共8W的功率 要求。
[0032] 下表为本实用新型背景代表产品所述的特性和高度尺寸。
[0033]
[0034] 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。
【主权项】
1. 一种集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，包括整流电路、滤波电路、主控电 路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路；其特征在于：主控电路由主控功率芯片Ul 及其附属电路实现，Ul采用7-DIP封装形式的主控功率芯片FSL41IOLR ;变压电路采用低高 度EPC17变压器Tl绕制高频变压器及其附属电路实现，变压器Tl的具体绕法为：初级-反 馈-次级1和2并绕-次级3-初级；主控功率芯片Ul的6和7脚连接变压器Tl初级2 脚，反馈电路从第一路+ 5V输出采样后经光电耦合器U2反馈至主控功率芯片Ul的3脚， 保护电路自变压器Tl初级3脚取样，经二极管D2,三极管Ql连接至主控功率芯片Ul的2 脚；稳压电路包括三路稳压输出电路，其中两路输出通过变压器的耦合性控制，这两路对应 的变压器次级绕组分别接两个二极管D4和D6进行整流，实现次级两组绕制最佳耦合性，实 现此两路输出电压精度的稳定度；第三路次级绕组接整流二极管D7,滤波电容C24后通过 降压芯片LM5010实现稳定隔离输出。2. 根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其特征在于： 输入电压覆盖AC85-460V，输出电压覆盖DC3. 3V-DC20V，输入与输出隔离电压不低于 AC2000V。3. 根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其特征在于：每 路输出电压覆盖范围可达DC3. 3V-DC20V，输出为对称性负载。4. 根据权利要求1所述的集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，其特征在于：采 用塑封外壳结构，内部实体封装的方式来提高一体化散热能力、稳定性和绝缘度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种集成一体化高压宽范围三路输出电源模块，包括整流电路、滤波电路、主控电路、变压电路、反馈电路、保护电路和稳压电路；主控电路由主控功率芯片U1及其附属电路实现，U1采用7-DIP封装形式的主控功率芯片FSL4110LR；变压电路采用低高度EPC17变压器T1绕制高频变压器及其附属电路实现，变压器T1的具体绕发为：初级-反馈-次级1和2并绕-次级3-初级。本实用新型输入电压范围达到了AC85V-460V，解决了AC380V小功率辅助电源的问题，同时大大的降低了成本，缩小了体积，使高压输入的电源模块化、小型化，易于工业生产。
【IPC分类】H02M3/335, H02M7/217
【公开号】CN204835964
【申请号】CN201520534471
【发明人】于合颖
【申请人】航天长峰朝阳电源有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月22日