专利名称：多路输出的通讯系统应用电源的制作方法
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。
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。VC13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+VC13时，二极管D24正向导通，则Q4的漏极、源极电压钳位在AG+VC13，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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号G05F1/10GK2834005SQ20052006444
公开日2006年11月1日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者刘耀平 申请人:瑞谷科技(深圳)有限公司