一种级联总线电源的供应器的制作方法

本发明属于开关电源技术领域，具体涉及一种级联总线电源的供应器。

背景技术

电源是各种电子设备的重要组成部分，它犹如人体的心脏，为所有电类设备的正常运行提供动力。随着各种电子设备、电器的快速发展，对高效率、性能稳定的优质电源也有了极大的需求。而开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。但在诸如空间站、基站、计算机服务器等需要大功率、高精度不间断供电的电源系统场合中，单个开关电源已经不能够满足设备的正常供电需求。采用多个开关电源并联的技术已成为大功率分布式电源的重要组成部分。

但现有的大功率分布式电源中的单个开关电源没有故障报警功能，在其发生故障后，极不方便排查故障；并且，每个开关电源的风扇不能根据环境温度的变化而进行启停或调速，极大地缩短了风扇的使用寿命。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种级联总线电源的供应器。本发明通过设置风扇控制电路，使得风扇启停以及速度根据环境温度改变，从而延长风扇的寿命；其次，本发明通过设置主动报警电路，在本供应器出现故障时，能够被快速定位，极大地方便了故障的排查。

本发明所采用的技术方案为：

一种级联总线电源的供应器，包括：将交流电滤波并整流为抛物波电压的整流滤波电路；将从整流滤波电路输出的抛物波电压进行功率因数校正得到直流电压的功率因数校正电路；以及将经过功率因数校正电路输出的直流电压进行直流/直流隔离变换的谐振式直流/直流隔离变换电路；

还包括风扇控制电路以及主动报警电路；所述风扇控制电路包括为所述风扇提供电源的直流电源、控制直流电源供给风扇的电流大小的第一三极管以及根据环境温度控制第一三极管基极的电流大小的基极电流控制电路；

所述主动报警电路包括报警器、控制报警器与所述直流电源断开或连接的开关以及根据所述谐振式直流/直流隔离变换电路的pwm信号进行充放电以控制所述开关开闭的开关控制电路。

进一步地，所述功率因数校正电路包括功率因数校正控制器、第一管、储能电感、第一二极管、第二二极管、第一电容以及第二电容；所述第一管的源极接地，第一管的漏极分别与储能电感的一端以及第一二极管的阳极连接；储能电感的另一端与第二二极管的阳极连接；第二二极管的阴极分别与第一二极管的阴极、第一电容以及第二电容的一端连接；第一电容以及第二电容的另一端均接地；所述第二二极管的阴极、第一二极管的阴极、第一电容以及第二电容的结合点与功率因数校正控制器之间连接有电压反馈电路；所述功率因数校正控制器与第一管的漏极之间连接有电流反馈电路，功率因数校正控制器连接有驱动所述第一管导通或截止的第一驱动电路，功率因数校正控制器与储能电感的辅助绕组之间连接有检测储能电感能量的能量释放检测电路。

进一步地，所述功率因数校正控制器连接有第一过温保护电路；所述第一过温保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三二极管、第一热敏电阻、第三电阻以及第三电容；所述第一电阻的一端与整流滤波电路连接，第一电阻的另一端依次经过第二电阻、第三二极管的阳极、第三二极管的阴极、第一热敏电阻以及第三电阻后接地；所述第三电容的一端与第三二极管的阴极连接，第三电容的另一端接地；所述第三二极管的阳极和第二电阻的结合点与所述功率因数校正控制器连接。

进一步地，所述谐振式直流/直流隔离变换电路包括谐振式直流电源转换控制器、第二管、第三管、电感、第四电容、变压器、同步整流驱动控制器、第四管、第五管、第七电容以及第六电阻；所述第二管的漏极与第一二极管的阴极连接；所述第三管的源极接地，第三管的漏极和第二管的源极的结合点与电感的一端连接；电感的另一端与变压器的原边绕组的同名端连接；第四电容的一端与变压器的原边绕组的异名端连接，第四电容的另一端接地；所述谐振式直流电源转换控制器分别连接有驱动所述第二管导通或截止的第二驱动电路以及驱动所述第三管导通或截止的第二驱动电路；所述第四管的漏极依次经过变压器的第一副边绕组的同名端、变压器的第一副边绕组的异名端、变压器的第二副边绕组的同名端、变压器的第二副边绕组的异名端后与所述第五管的漏极连接；第四管的源极以及第五管的源极均接地；在第四管的源极与漏极之间依次连接有第四电阻和第五电容；在所述第五管的源极与漏极之间依次连接有第五电阻和第六电容；所述同步整流驱动控制器分别连接有驱动所述第四管导通或截止的第四驱动电路和驱动所述第五管导通或截止的第五驱动电路；变压器的第一副边绕组的异名端和变压器的第二副边绕组的同名端的结合点依次经过第七电容以及第六电阻后接地；第七电容和第六电阻的结合点接地。

进一步地，所述谐振式直流电源转换控制器连接有第二过温保护电路；所述第二过温保护电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二热敏电阻、第八电容、第二三极管以及第三三极管；所述第三三极管的集电极依次经过第八电阻、第九电阻、第十电阻以及第二热敏电阻后与第三三极管的基极连接；第三三极管的发射极接地；第三三极管的集电极与第八电阻的结合点与谐振式直流电源转换控制器连接；第八电阻和第九电阻的结合点与第二三极管的基极连接；第九电阻和第十电阻的结合点分别与第二三极管的发射极和谐振式直流电源转换控制器连接；所述第七电阻的两端分别与第三三极管的基极和第二三极管的集电极连接；所述第十一电阻的一端与第三三极管的基极连接，另一端接地；所述第八电容的一端与第三三极管的基极连接，另一端接地。

进一步地，所述直流电源包括稳压芯片；所述稳压芯片的输入端与第一副边绕组的异名端和变压器的第二副边绕组的同名端的结合点连接，稳压芯片的输出端与所述第一三极管连接。

进一步地，所述谐振式直流电源转换控制器与所述谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端之间连接有电压电流反馈电路。

进一步地，所述基极电流控制电路包括第三热敏电阻、第四热敏电阻、第十二电阻、第十三电阻、第九电容、第十电容以及第四三极管；所述直流电源依次经过第四热敏电阻和第十三电阻后接地；第四热敏电阻和第十三电阻的结合点与所述第四三极管的基极连接；第四三极管的发射极接地；第三热敏电阻的两端分别与第四三极管的集电极和第一三极管的基极连接；第一三极管的发射极与直流电源连接，第一三极管的集电极与风扇的正极连接；第十二电阻与第三热敏电阻并联；第十电容的一端与第四三极管的基极连接，另一端接地；第九电容的一端与第一三极管的集电极连接，另一端接地。

进一步地，所述谐振式直流电源转换控制器与功率因数校正控制器连接，在所述谐振式直流电源转换控制器检测到所述供应器的输出功率较小时，使谐振式直流电源转换控制器与功率因数校正控制器联动进入低功耗运行模式。

进一步地，所述谐振式直流电源转换控制器与变压器的辅助绕组之间连接有输出电压检测电路，以使所述供应器执行过电压保护。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置风扇控制电路，使得风扇启停以及速度根据环境温度改变，从而延长风扇的寿命；其次，本发明通过设置主动报警电路，在本供应器出现故障时，能够被快速定位，极大地方便了故障的排查；并且，本发明通过设置第一过温保护电路以及第二过温保护电路，极大地降低了环境温度影响本供应器的寿命的风险，极大地提高了本供应器的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一种级联总线电源的供应器中整流滤波电路、浪涌电流抑制电路、差模滤波电路、功率因数校正电路以及第一过温保护电路的电路原理示意图；

图2是本发明的一种级联总线电源的供应器中谐振式直流/直流隔离变换电路的电路原理示意图；

图3是本发明的一种级联总线电源的供应器中第二过温保护电路的电路原理示意图；

图4是本发明的一种级联总线电源的供应器中风扇控制电路的电路原理示意图；

图5是本发明的一种级联总线电源的供应器中电压电流反馈电路的电路原理示意图；

图6是本发明的一种级联总线电源的供应器中直流电源的电路原理示意图；

图7是本发明的一种级联总线电源的供应器中主动报警电路的电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

实施例1：

如图1-7所示，本实施例提供一种级联总线电源的供应器，包括：将交流电滤波并整流为抛物波电压的整流滤波电路；将从整流滤波电路输出的抛物波电压进行功率因数校正得到直流电压的功率因数校正电路；以及将经过功率因数校正电路输出的直流电压进行直流/直流隔离变换的谐振式直流/直流隔离变换电路；交流电经过整流滤波电路处理成抛物波电压，功率因数校正电路将抛物波电压处理为390v直流电压；谐振式直流/直流隔离变换电路将390v直流电压处理成36v总线电压。优选地，如图1所示，本实施例中的供应器还包括依次连接所述整流滤波电路与功率因数校正电路之间的浪涌电流抑制电路和差模滤波电路。

本实施例中，控制器还包括风扇控制电路以及主动报警电路；所述风扇控制电路包括为所述风扇提供电源的直流电源、控制直流电源供给风扇的电流大小的第一三极管q13以及根据环境温度控制第一三极管q13基极的电流大小的基极电流控制电路；具体地，如图4所示，所述基极电流控制电路包括第三热敏电阻rt3、第四热敏电阻rt4、第十二电阻r82、第十三电阻r72、第九电容c46、第十电容c51以及第四三极管q14；所述直流电源依次经过第四热敏电阻rt4和第十三电阻r72后接地；第四热敏电阻rt4和第十三电阻r72的结合点与所述第四三极管q14的基极连接；第四三极管q14的发射极接地；第三热敏电阻rt3的两端分别与第四三极管q14的集电极和第一三极管q13的基极连接；第一三极管q13的发射极与直流电源连接，第一三极管q13的集电极与风扇的正极连接；第十二电阻r82与第三热敏电阻rt3并联；第十电容c51的一端与第四三极管q14的基极连接，另一端接地；第九电容c46的一端与第一三极管q13的集电极连接，另一端接地。风扇控制电路的工作原理为，当外界温度低于设定值时，第四热敏电阻rt4的阻值较高，导致第四三极管q14处于截止状态，使得第一三极管q13也处于截止状态，从而风扇停止工作；当外界温度逐渐升高时，第四热敏电阻rt4的阻值逐渐减小，使得第四三极管q14处于导通状态，进而第一三极管q13导通，风扇有电流驱动，开始工作，随着外界温度的进一步升高，第三热敏电阻rt3的阻值逐渐减小，使得第一三极管q13的基极电流逐渐增大，从而风扇的转速增加，达到即时散热的目的。优选地，如图4所示，所述第一三极管q13的集电极与第四三极管q14的基极之间连接有第十四电阻r73。

本实施例中的主动报警电路包括报警器、控制报警器与所述直流电源断开或连接的开关以及根据所述谐振式直流/直流隔离变换电路的pwm信号进行充放电以控制所述开关开闭的开关控制电路。具体地，主动报警电路采用图7所示的电路实现，其工作原理为：当供应器正常工作时，开关控制电路通过电容c100充放电，并通过设置合理的电阻r100的阻值，使电容c100的充电电流远小于其放电电流，因此电容c100的电压一直在较低的范围内波动，电容c100放电时，其放电电压经过r101，r102分压无法使三极管q10导通，报警器bz1无法通电报警。当供应器出现故障时，供应器的pwm信号将停止输出，此时vd2等于总线直流电压36v，总线直流电压通过电阻r100给电容c100充电，使电容c100的电压等于总线直流电压36v，电容c100的电压经过r101，r102分压后输出到三极管q10的基极，使三极管q10导通，报警器bz1通电报警，找出发出报警的报警器bz1即为发生故障的供应器。报警器bz1可以采用现有的蜂鸣器以及发光二极管等实现。直流电源可以采用现有技术实现，例如电池。如图6所示，本实施例中的直流电源包括稳压芯片；所述稳压芯片的输入端与第一副边绕组的异名端和变压器t1的第二副边绕组的同名端的结合点连接，稳压芯片的输出端与所述第一三极管q13连接。稳压芯片将谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端输出的36v总线电压稳压转换为12v的直流电源。稳压芯片可以采用现有技术实现，例如可以采用型号为lm2576的稳压芯片实现。

如图1所示，本实施例中的功率因数校正电路包括功率因数校正控制器u1、第一mos管q2、储能电感l1a、第一二极管d3、第二二极管d2、第一电容c3以及第二电容c4；所述第一mos管q2的源极接地，第一mos管q2的漏极分别与储能电感l1a的一端以及第一二极管d3的阳极连接；储能电感l1a的另一端与第二二极管d2的阳极连接；第二二极管d2的阴极分别与第一二极管d3的阴极、第一电容c3以及第二电容c4的一端连接；第一电容c3以及第二电容c4的另一端均接地；所述第二二极管d2的阴极、第一二极管d3的阴极、第一电容c3以及第二电容c4的结合点与功率因数校正控制器u1之间连接有电压反馈电路；所述功率因数校正控制器u1与第一mos管q2的漏极之间连接有电流反馈电路，功率因数校正控制器u1连接有驱动所述第一mos管q2导通或截止的第一驱动电路，功率因数校正控制器u1与储能电感l1a的辅助绕组l1b之间连接有检测储能电感l1a能量的能量释放检测电路。功率因数校正控制器u1采用开通时间控制技术，根据电压反馈电路以及电流反馈电路的反馈信号计算出第一mos管q2需要导通的时间，输出pwm控制信号使第一mos管q2导通，从而在储能电感l1a上形成电流使其储能，第一mos管q2关闭后，储能电感l1a释放能量经过第一二极管d3对第一电容c3充电；功率因数校正控制器u1通过检测储能电感l1a的辅助绕组l1b上的感应电压判断储能电感l1a所储存能量是否全部释放而控制第一mos管q2再次导通。优选地，如图1所示，所述功率因数校正控制器u1连接有第一过温保护电路；所述第一过温保护电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三二极管d10、第一热敏电阻rt2、第三电阻r3以及第三电容c6；所述第一电阻r1的一端与整流滤波电路连接，第一电阻r1的另一端依次经过第二电阻r2、第三二极管d10的阳极、第三二极管d10的阴极、第一热敏电阻rt2以及第三电阻r3后接地；所述第三电容c6的一端与第三二极管d10的阴极连接，第三电容c6的另一端接地；所述第三二极管d10的阳极和第二电阻r2的结合点与所述功率因数校正控制器u1连接。本实施例中的功率因数校正控制器u1的型号为tea19162t。

如图2所示，本实施例中的谐振式直流/直流隔离变换电路包括谐振式直流电源转换控制器u2、第二mos管q3、第三mos管q4、电感lr1、第四电容c23、变压器t1、同步整流驱动控制器、第四mos管q5、第五mos管q6、第七电容c48以及第六电阻rs1；所述第二mos管q3的漏极与第一二极管d3的阴极连接；所述第三mos管q4的源极接地，第三mos管q4的漏极和第二mos管q3的源极的结合点与电感lr1的一端连接；电感lr1的另一端与变压器t1的原边绕组的同名端连接；第四电容c23的一端与变压器t1的原边绕组的异名端连接，第四电容c23的另一端接地；所述谐振式直流电源转换控制器u2分别连接有驱动所述第二mos管q3导通或截止的第二驱动电路以及驱动所述第三mos管q4导通或截止的第二驱动电路；所述第四mos管q5的漏极依次经过变压器t1的第一副边绕组的同名端、变压器t1的第一副边绕组的异名端、变压器t1的第二副边绕组的同名端、变压器t1的第二副边绕组的异名端后与所述第五mos管q6的漏极连接；第四mos管q5的源极以及第五mos管q6的源极均接地；在第四mos管q5的源极与漏极之间依次连接有第四电阻r52和第五电容c47；在所述第五mos管q6的源极与漏极之间依次连接有第五电阻r51和第六电容c45；所述同步整流驱动控制器分别连接有驱动所述第四mos管q5导通或截止的第四驱动电路和驱动所述第五mos管q6导通或截止的第五驱动电路；变压器t1的第一副边绕组的异名端和变压器t1的第二副边绕组的同名端的结合点依次经过第七电容c48以及第六电阻rs1后接地；第七电容c48和第六电阻rs1的结合点接地。谐振式直流电源转换控制器u2控制第二mos管q3和第三mos管q4交替导通，将390v直流电压处理成方波，经过电感lr1、变压器t1原边绕组以及第四电容c23组成的谐振回路进行谐振使变压器t1流过电流产生感应电动势，再经过同步整流滤波电路将变压器t1的第一副边绕组和第二副边绕组感应到的电压整流滤波为直流电压输出。优选地，如图3所示，所述谐振式直流电源转换控制器u2连接有第二过温保护电路；所述第二过温保护电路包括第七电阻r26、第八电阻r28、第九电阻r37、第十电阻r38、第十一电阻r39、第二热敏电阻rt1、第八电容c17、第二三极管q1a以及第三三极管q1；所述第三三极管q1的集电极依次经过第八电阻r28、第九电阻r37、第十电阻r38以及第二热敏电阻rt1后与第三三极管q1的基极连接；第三三极管q1的发射极接地；第三三极管q1的集电极与第八电阻r28的结合点与谐振式直流电源转换控制器u2连接；第八电阻r28和第九电阻r37的结合点与第二三极管q1a的基极连接；第九电阻r37和第十电阻r38的结合点分别与第二三极管q1a的发射极和谐振式直流电源转换控制器u2连接；所述第七电阻r26的两端分别与第三三极管q1的基极和第二三极管q1a的集电极连接；所述第十一电阻r39的一端与第三三极管q1的基极连接，另一端接地；所述第八电容c17的一端与第三三极管q1的基极连接，另一端接地。本实施例中，谐振式直流电源转换控制器u2的型号为tea19161t。同步整流驱动控制器的型号为tea1995t。优选地，所述谐振式直流电源转换控制器u2与变压器t1的辅助绕组之间连接有输出电压检测电路，以使所述供应器执行过电压保护。具体地，如图2所示，二极管d7和电阻r35组成输出电压采样电路，以对输出电压进行检测，使得本供应器具有过压保护的功能。而二极管d8、二极管d9、电阻r31、电阻r32、电容c16、电容c19以及电容c20组成整流滤波电路，使得变压器t1的辅助绕组为谐振式直流电源转换控制器u2供电。进一步地，如图5所示，所述谐振式直流电源转换控制器u2与所述谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端之间连接有电压电流反馈电路。具体地，如图2和5所示，谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端的ifb脚通过电阻r64接入电压电流反馈电路的ifb引脚，谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端的电压+36v经过电阻r62、电阻r63、电阻r64以及谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端的ifb引脚接地，再将电阻电阻r62和电阻r63的结合点接入电压电流反馈电路的vfb引脚，从而完成谐振式直流/直流隔离变换电路的输出端的电压采样和电流采样，电压电流反馈电路根据电压采样和电流采样控制流过光电耦合器的发光器u7a的电流大小，使得光电耦合器的受光器u7b的阻抗发生变化而使谐振式直流电源转换控制器u2的snsfb引脚电压发生变化，谐振式直流电源转换控制器u2根据其snsfb引脚的电压调整开关频率，进而实现闭环调整输出电压电流。

如图1和2所示，本实施例中，所述谐振式直流电源转换控制器u2与功率因数校正控制器u1连接，在所述谐振式直流电源转换控制器u2检测到所述供应器的输出功率较小时，使谐振式直流电源转换控制器u2与功率因数校正控制器u1联动进入低功耗运行模式，从而提高供应器在负载较小时的转换效率，降低能耗。具体地，本实施例中，谐振式直流电源转换控制器u2的snsboost引脚与功率因数校正控制器u1的snsboost引脚连接，如图1和2所示。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。