一种多路低纹波高功率组合电源电路的制作方法

1.本实用新型属于电源模块技术领域，尤其涉及一种多路低纹波高功率组合电源电路。


背景技术：

2.随着电源技术的飞速发展，dc/dc电源的发展方向正走向集成化、高频化、小型化。在航空、航天等高科技领域，整个电源系统的运行将会直接影响到整个设备的运行。在航空航天的电源控制系统中，常见的供电方式为分布式，就是结构上使用大量的dc/dc电源模块，由多个模块拼接与组装而成的整个电源系统，这样的系统体积大，重量重，增加了整机的成本。现今的电子设备越来越多需要多路组合电源，而对于较复杂的电子系统来说，实际用到的电源电压就更多了。不同的电子系统，不仅对各种电压组合有严格的要求。而且对这些电源电压的诸多电特性也有较严格的要求，如电压精度，电压的负载能力，电压的纹波和噪声，起动延迟，上升时间，恢复时间，电压过冲，断电延迟，交叉调整率，交叉干扰等。
3.目前多路组合电源模块类型由很多，基本上都具备各种保护功能、开关控制、故障报警等功能，且每路输出都采用同一种拓扑结构。
4.在多路高频dc/dc电源模块中输出直流电压中含有的交流成分与开关噪声，其只可降低不可避免，电源效率的高低影响产品的可靠性，并且在多路输出电源中，每路的电源之间也存在干扰，其对整个电路系统具有以下的危害性：
5.1)易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害、会降低电源的效率；
6.2)较强的纹波、开关噪声会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作、会带来噪音干扰，使图像设备和音响设备不能正常工作。
7.3)效率越低电源电路发热量越大，整个电路工作温度越高，电路寿命越短，可靠性降低。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种多路低纹波高功率组合电源电路，提高了电源电路的效率，提高了电源电路的可靠性，确保了用电系统的稳定性。
9.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
10.一种多路低纹波高功率组合电源电路，包括输入端与供电电源连接的功率开关转换电路，以及输入端与其输出端连接的输出整流滤波电路和与其连接的控制保护电路；
11.所述功率开关转换电路包括驱动电路、功率开关管和变压器，所述输出整流滤波电路包括整流件、滤波电感和电容，所述控制保护电路包括芯片和与其外围连接的外围控制电路；
12.所述芯片通过mcu定时器控制使能脚，所述功率开关转换电路的输入端通过emi滤波电路与供电电源连接，所述输出整流滤波的输出端通过lc滤波电路与负载连接。
13.优选的，所述控制器为lm5032芯片，所述lm5032芯片为pwm脉宽调制芯片。
14.优选的，所述外围控制电路包括与芯片的vin脚连接的输入供电电路bus1，与芯片的comp1脚连接的第一通道pwm控制器电路comp2，与芯片的cs1脚连接的第一通道电流检测电路cs2，与芯片的ss1脚连接的第一通道启动电路，与芯片的uvlo脚连接的输入欠压保护电路en1，与芯片的vcc脚连接的启动稳压器输出电路vccb，与芯片的out1脚连接的第一通道输出驱动器电路pwm-2，与芯片的out2脚连接的第二通道输出驱动器电路pwm-1，与芯片的res脚连接的打嗝模式重启调整电路，与芯片的ss2脚连接的第二通道启动电路，与芯片的cs2脚连接的第二通道电流检测电路cs1，与芯片的comp2脚连接的第二通道pwm控制器电路comp1，与芯片的dcl脚连接的占空比限制电路，与芯片的rt/sync脚连接的同步输入电路，所述芯片的gnd1脚和gnd2脚均接第二通道保护地；
15.所述输入供电电路bus1包括电阻r63和电容c54，所述电容c54一端连接在电阻r63与芯片的vin脚之间，另一端接保护地；
16.所述启动稳压器输出电路vccb包括电容c53，所述电容c53一端接芯片的vcc脚，另一端接保护地；
17.所述第一通道启动电路上串联电容c61、打嗝模式重启调整电路上串联电容c66、第二通道启动电路上串联c64、占空比限制电路上串联电阻r83、同步输入电路上串联电阻r82；所述第一通道启动电路、打嗝模式重启调整电路、第二通道启动电路、占空比限制电路、同步输入电路均接保护地。
18.优选的，所述输入欠压保护电路en1接q4mos管，所述q4mos管分别接外部信号电路rc1和保护地。
19.优选的，所述emi滤波电路包括两端分别与正极和负极连接的电容c7、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6；
20.所述电容c7和电容c1之间的正极和负极接电感l1，所述电容c1和电容c2之间的正极和负极接电感l2；
21.所述电容c6和正极的连接端与所述输入供电电路连接，所述电容c7和负极的连接端接保护地。
22.优选的，所述lc滤波电路包括均通过变压器t2与滤波电路输入端连接的辅助供电电路和输出功率开关转换电路；
23.所述滤波电路包括两端分别与滤波电路正极和负极连接的电容c42、电容c43和电容c75；所述电容c42前端的正极上串联有整流器d16；所述电容c43和电容c75之间的正极和负极接电感l7；所述滤波电路正极与电容c75的连接端接地，所述滤波电路负极与电容c75的连接端接反击式拓扑结构；
24.所述辅助供电电路包括两端分别连接在辅助供电电路正极和负极的电容c38；所述辅助供电电路正极上串联有整流器d13；所述辅助供电电路正极与电容c38的连接端接启动稳压器输出电路vccb，所述辅助供电电路负极与电容c38的连接端接保护地；
25.所述输出功率开关转换电路包括q9mos管，所述q9mos管分别连接第一通道输出驱动器电路pwm-2、输入供电电路bus1和保护地。
26.本实用新型的技术效果和优点：
27.1、本实用新型提供的一种多路低纹波高功率组合电源电路，通过在功率开关转换
电路的输入端设置emi滤波电路与供电电源连接，能无衰减的把直流或低频电源功率传送到电源变换器，对高频干扰信号进行有效抑制；通过在在输出整流滤波的输出端设置lc滤波电路与负载连接，有效滤除了输出线上的电磁干扰又抑制了本身不向外发送电磁干扰，避免多路电源之间的相互干扰，有效抑制了了多路的电源之间的干扰，降低了多路电源的纹波；
28.2、本实用新型提供的一种多路低纹波高功率组合电源电路，采用了mcu定时器来控制芯片使能脚的高低压，通过控制使能脚高低的先后顺序做到了各路电源的输出前后的控制；
29.3、本实用新型提供的一种多路低纹波高功率组合电源电路，可根据输出功率的大小选择合适的拓扑结构(如-5.5v/0.5a、-40v/0.1a、+24v/0.5a选择反激式拓扑，+5.5v/5a、+12v/6a选用单管正激式拓扑结构，+28v/5a选用推挽式拓扑)，有效节约了电源的体积降低了开关器件的应力，增加了元器件的寿命，提高了电源系统的稳定性。
附图说明
30.图1是本实用新型的电路结构原理图；
31.图2是本实用新型的控制保护电路结构原理图；
32.图3是本实用新型的q4mos管电路结构图；
33.图4是本实用新型的emi滤波电路结构原理图；
34.图5是本实用新型的lc滤波电路结构原理图。
具体实施方式
35.以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
36.参见图1所示，一种多路低纹波高功率组合电源电路，该组合电源电路包括输入端与供电电源连接的功率开关转换电路，以及输入端与其输出端连接的输出整流滤波电路和与其连接的控制保护电路。
37.具体实施时，所述功率开关转换电路包括驱动电路、功率开关管和变压器，所述输出整流滤波电路包括整流件、滤波电感和电容，所述控制保护电路包括控制器和与其外围连接的外围控制电路。
38.具体实施时，所述芯片通过mcu定时器控制使能脚的高低，所述功率开关转换电路的输入端通过emi滤波电路与供电电源连接，所述输出整流滤波的输出端通过lc滤波电路与负载连接。
39.具体实施时，所述控制器为lm5032芯片，所述lm5032芯片为pwm脉宽调制芯片。
40.具体实施时，参见图2所示，所述外围控制电路包括与芯片的vin脚连接的输入供电电路bus1，与芯片的comp1脚连接的第一通道pwm控制器电路comp2，与芯片的cs1脚连接的第一通道电流检测电路cs2，与芯片的ss1脚连接的第一通道启动电路，与芯片的uvlo脚连接的输入欠压保护电路en1，与芯片的vcc脚连接的启动稳压器输出电路vccb，与芯片的out1脚连接的第一通道输出驱动器电路pwm-2，与芯片的out2脚连接的第二通道输出驱动器电路pwm-1，与芯片的res脚连接的打嗝模式重启调整电路，与芯片的ss2脚连接的第二通道启动电路，与芯片的cs2脚连接的第二通道电流检测电路cs1，与芯片的comp2脚连接的第
二通道pwm控制器电路comp1，与芯片的dcl脚连接的占空比限制电路，与芯片的rt/sync脚连接的同步输入电路，所述芯片的gnd1脚和gnd2脚均接第二通道保护地。
41.具体实施时，参见图2所示，所述输入供电电路bus1包括电阻r63和电容c54，所述电容c54一端连接在电阻r63与芯片的vin脚之间，另一端接保护地；
42.具体实施时，参见图2所示，所述启动稳压器输出电路vccb包括电容c53，所述电容c53一端接芯片的vcc脚，另一端接保护地。
43.具体实施时，参见图2所示，所述第一通道启动电路上串联电容c61、打嗝模式重启调整电路上串联电容c66、第二通道启动电路上串联c64、占空比限制电路上串联电阻r83、同步输入电路上串联电阻r82；所述第一通道启动电路、打嗝模式重启调整电路、第二通道启动电路、占空比限制电路、同步输入电路均接保护地。
44.具体实施时，参见图3所示，所述输入欠压保护电路en1接q4mos管，所述q4mos管分别接外部信号电路rc1和保护地。
45.具体实施时，参见图4所示，所述emi滤波电路包括两端分别与正极和负极连接的电容c7、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6；所述电容c7和电容c1之间的正极和负极接电感l1，所述电容c1和电容c2之间的正极和负极接电感l2；所述电容c6和正极的连接端与所述输入供电电路连接，所述电容c7和负极的连接端接保护地。
46.具体实施时，参见图5所示，所述lc滤波电路包括均通过变压器t2与滤波电路输入端连接的辅助供电电路和输出功率开关转换电路；所述滤波电路包括两端分别与滤波电路正极和负极连接的电容c42、电容c43和电容c75；所述电容c42前端的正极上串联有整流器d16；所述电容c43和电容c75之间的正极和负极接电感l7；所述滤波电路正极与电容c75的连接端接地，所述滤波电路负极与电容c75的连接端接反击式拓扑结构；所述辅助供电电路包括两端分别连接在辅助供电电路正极和负极的电容c38；所述辅助供电电路正极上串联有整流器d13；所述辅助供电电路正极与电容c38的连接端接启动稳压器输出电路vccb，所述辅助供电电路负极与电容c38的连接端接保护地；所述输出功率开关转换电路包括q9mos管，所述q9mos管分别连接第一通道输出驱动器电路pwm-2、输入供电电路bus1和保护地。
47.具体实施时，如图2所示，控制保护电路采用lm5032芯片及其外围控制电路，通过控制和调节占空比来控制电源的输出，其根据输出的变化来调制q4mos栅极的偏置，来实现q4mos管导通时间的改变，从而实现电源输出的改变。
48.具体实施时，如图4所示，为了有效减小模块电源的纹波，在供电电源的输出端和功率开关转换电路的输入端加入emi滤波电路，能无衰减的把直流或低频电源功率传送到电源变换器，对高频干扰信号进行有效抑制。
49.具体实施时，如图5所示，在输出整流滤波的输出端与负载之间加入lc滤波电路，有效滤除了输出线上的电磁干扰又抑制了本身不向外发送电磁干扰，避免多路电源之间的相互干扰，有效抑制了了多路的电源之间的干扰，降低了多路电源的纹波。
50.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。