专利名称：无电解电容的磁集成Vcc电源模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关电源领域，特别是一种无电解电容的磁集成Vcc电源 模块。
背景技术：
低压直流电源模块，除在电子电路中，作为单片机、集成电路(IC)的工 作电源Vcc之外，还可以直接成为产品，例如手机充电器、电动车充电器等等。 用硅钢片小型变压器，把50Hz工频交流电压降压，经整流和滤波之后，输出小 功率直流电源。由于工频变压器的体积不能做得太小，难以做成令人满意的小 模块，尤其是须滤平整流后的工频纹波(半波50Hz，全波100Hz)，须用大电容 量电解电容器，可靠性更差。用高频开关电源，用高频磁芯做的高频电子变压 器，比相同功率的工频变压器的重量和体积大幅度减轻及縮小，但是，传统的 Vcc电源仍然使用铝电解电容或钽电解电容，于是，电解电容的不可靠性，制 约了低压直流电源模块的可靠性。
所有的电解电容产品外壳，都开了一个十字凹痕或K字形凹痕，就是生产 厂家对电解电容产品可能爆炸的预估性， 一旦电解质高温沸腾(民品85X:、工 业品105°C、特殊用途125'C)产生气化时，允许电解电容气化物从凹痕处爆炸。 不但可能产生电解质化学污染，而且电解质对电容的金属极板的电化学作用， 使其寿命有限(一般小于0.3万小时，高价优质长寿命电解电容也难保证超过l万小时)。另外，电解电容的体积较大，也不利于做成轻薄短小的电源模块。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种无电解电容磁集成Vcc电源模块。该模块制 造的电源模块不使用电解电容，可以避免电解质化学污染，可以做成轻薄短小 的电源模块，提高低压直流电源模块的可靠性。
本实用新型通过以下技术方案解决上述无电解电容低压直流电源模块的技 术问题 一种无电解电容磁集成Vcc电源模块，由EMI滤波器、整流(AC-DC) 部分、输出部分电路、以及控制电路组成，整流(AC-DC)部分经输入电容Cin 分别与三相CUK开关电源互相并联，然后三相CUK开关电源并联后与Ro〃Co相 串联，取得输出低压直流Vo且纹波较小。
所述每三相CUK是由一个三芯柱平面磁心和三个绕组组成。
各相CUK变换器每次"通"(0N)或"断"(OFF),均给予输出端输送一个 有源微分电能，用单片机实现对这些高频有源微分电能的高速调控，用以代替 传统用无源电解电容贮存电荷抑平直流纹波的方法。
当输入电源Vac波动下浮时，或者输出电流增大，均使输出电压V。下浮， 看作谷值纹波增大时，单片机负反馈数码系统迅即增加CUK相数、增大脉宽、 提高频率，即用增加有源微分电能的有源电力电子学方法，来填平下陷的谷值 纹波。
反之，当输入电源Vac波动上浮时，或者输出电流减小，均使输出电压V。 上浮，看作峰值纹波增大时，单片机负反馈数码系统迅即减少CUK相数、减小 脉宽、降低频率，即用减少有源微分电能的有源电力电子学方法，来削平上涨 的峰值纹波。本发明的有益效果是，采用本技术方案的Vcx电源模块，因为不使用可靠性 最差的电解电容元件，使本模块可靠性大幅度提升，并由于应用高速单片机及 磁集成技术，使本模块的性价比，超越传统有电解电容的Vcx模块。
图1是本实用新型所述无电解电容的磁集成Vcc电源模块拓扑示意图。 图2是本实用新型所述无电解电容的磁集成Vcc电源模块示意图。
具体实施方式
结合图l，具体说明实用新型的实施方式如下
从电解电容在传统有电解电容VCC模块之中的功能看，电解电容的主要作 用，是把电力峰值+AUo的电荷，贮存于电解电容之中，称为"充电"。然后， 在电力下陷低谷-Au。时，释放贮存电荷，称为"放电"；电解电容用"充电"来
吸收峰值纹波，又用"放电"来填平谷值纹波，起着平滑直流电压纹波的作用。 一般无源等效替代方法，是用非电解质的交流长寿命电容一微法，来替代 有电解质的短寿命电解电容一微法，这种等效替代方法，是实现无电解电容最 基本的，但是消极的策略之一，治标不治本，带来成本增加，体积增大，实用 性差。
电解电容是一个固定电容量，其贮存电荷能量有限，其抑平输出纹波的能
力也是有限的。如图1所示，本发明采用多相高频CUK开关电源并联输出的方 法，并利用磁集成技术，用有源微分电能调控手段，来抑平输出纹波的能力是 可大可小，灵活可控的。用单片机高速调控高频多相CUK开关电源的方法，可 以不用电解电容，而能够实现与有电解电容相似或更优良的纹波系数。 并且，由于磁集成TR的线圈之间互感耦合作用，有利于抑平纹波。本实用新型提供更积极的方法是用单片机高速控制数码技术，用软件方 法产生多相高频方波脉冲群，分别控制多相电力电子开关的"通"(ON)或"断" (OFF),进行CVK变换，由于串联电感(Lw或Lw或Lul)的作用，使每相的电 子开关均实现"零电流接通"(ZCT)，又由于电容(Ca或Cb或Cc)经二极管(Da 或Db或Dc)与电力电子开关并联的作用，使每相的电力电子开关均实现"零 电压断开"(ZVT)，所以开关损耗极小。又由于开关频率较高，所以，电感及电 容量均较小。还由于TR磁集成的感应耦合，使一部分纹波得以抵消。又由于三 相高频开关输出的三倍频作用，输出端电容C。的纹波得以抵消。又由于三相高 频开关输出的三倍频作用，输出端电容C。的纹波频率是电力电子开关频率的三 倍，所以C。电容量不必太大，都可以实现有足够低的纹波效果。
权利要求1、一种无电解电容的磁集成Vcc电源模块，其特征在于所述模块由EMI滤波器、整流AC-DC部分、输出电路部分以及控制电路组成，整流AC-DC部分经输入电容Cin分别与三相CUK开关电源互相并联，三相CUK开关电源并联后与Ro//Co相串联。
2、 如权利要求1所述的一种无电解电容的磁集成Vcc电源模块，其特征在于所述每三相CUK是由一个三芯柱平面磁心和六个绕组组成磁集成电感耦合明.益o
专利摘要一种无电解电容的磁集成Vcc电源模块，其特征在于所述模块由EMI滤波器、整流(AC-DC)部分、输出电路部分以及控制电路组成，整流(AC-DC)部分经输入电容C<sub>in</sub>分别与三相CUK开关电源互相并联，三相CUK开关电源并联后与Ro//Co相串联，取得输出低压直流V<sub>0</sub>且纹波较小。本实用新型的有益效果是，采用本技术方案的V<sub>CC</sub>电源模块，因为不使用可靠性最差的电解电容元件，使本模块可靠性大幅度提升，并由于应用高速单片机及磁集成技术，使本模块的性价比，超越传统有电解电容的Vcc模块。
文档编号H02M1/14GK201230277SQ20082010433
公开日2009年4月29日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者王希天, 申莉萌 申请人:申莉萌