将Tl原边绕组反向产生的电压应力吸收掉；与此同时储能电感LI开始释放能量，经次级同步整流MOS管Q7~Q9整流、电容C31~C38滤波后输出平滑的直流电压；自激式辅助电路为脉宽调制器Ul的7脚VCC端、运算放大器U4的8脚V+和专用智能均流芯片U5的8脚VCC供电；当输出进入过流或短路状态时，电流采样电阻R42将采样信号经电阻R43、R44连接到运算放大器U4的2脚反相端I1-，经放大后由运算放大器U4的I脚输出端OUTl将放大信号送入运算放大器U4的5脚同相端12+，电阻R51与稳压器Ull构成基准源，电阻R50和R49分压后经电阻R46为运算放大器U4的6脚反相端12-提供一稳定基准电压，同相端12+与反相端12-进行比较，同相端12+电位高于反相端12-电位时，运算放大器U4的7脚输出端0UT2输出高电平，经电阻R47、R48连接到光电耦合器U8的发光二极管阳极，光电耦合器U8的发光二极管向受光三极管传递能量，受光三极管导通，受光三极管集电极与脉宽调制器Ul的13脚COMP端相连，COMP端置低位，脉宽调制器Ul对脉宽进行调整，使占空比变小，输出电压变低；由于输出负载不变，根据欧姆定律，电压与电流成正比，输出电流变小，电流采样电阻R42不能检测到过流信号，运算放大器U4同相端12+电位低于反相端
12-电位，运算放大器U4的7脚输出端0UT2输出低电平，光电耦合器U8停止工作，脉宽调制器Ul的13脚COMP端置高位，脉宽调制器Ul再次对脉宽进行调整，使占空比变大，输出电压变高，输出电流变大，电流采样电阻R42检测到过流信号，运算放大器U4的7脚输出端0UT2再次输出高电平，光电耦合器U8的发光二极管向受光三极管传递能量，脉宽调制器Ul的13脚COMP端置低位，脉宽调制器Ul对脉宽进行调整，使占空比变小，输出电压变低，如此往复，形成一个闭环回路，输出进入恒流状态，完成过流或短路保护功能，当过流或短路故障解除后，电压恢复正常；专用智能均流芯片U5的6脚SHARE-与7脚SHARE+为均流共享端，当多台电源模块输出端冗余并联时，每台电源模块的SHARE-并联至一点，SHARE+并联至一点，实现均流功能。
[0029]所述一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其专用智能均流芯片U5控制多路并联主电源模块和从电源模块，当单台或多台电源模块出现电流不均衡时，电流不均衡的电源模块将自动通过共享端向大电流的主电源模块靠拢，专用智能均流芯片U5的3脚ADJ自动置低位，光电親合器U9的发光二极管导通，U9的受光三极管调整输出电压上升，输出电压上升至与主电源模块输出电压近于相同时，输出电流随之被调整，从而实现主电源模块与从电源模块的均流保护，实现最多达到20台电源模块并联。
[0030]所述一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其隔离变压器Tl和储能电感LI均为PC44磁性材料的平板变压器，可输出最大功率800W。
[0031]所述一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其主功率开关管与钳位管均采用TDS0N-8封装大功率MOS管，处于饱和导通时漏源极间电阻Rds均小于2m Ω，提升电源模块转换效率。
[0032]所述一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其脉宽调制器Ul为TSS0P-16封装的LM5025B，芯片内部具有可编程振荡器，主开关驱动和有源钳位驱动之间配置了可编程重叠或死区时间，并具有可编程欠压锁定功能。
[0033]按以上原理进行设计，整个电路调试容易，工作稳定，可靠性高，效率达93%以上，特别是电源模块的功率密度高，智能均流模式先进，已应用于实际设备中。另外，可根据具体的电路指标要求，对电路灵活控制、变动，设计出其他的应用电路。
[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】
1.一种高可靠性大功率智能均流电源模块，包括直流输入、隔离变压器、储能电感、主功率开关管、钳位管、自激式辅助电路、脉宽调制器、同步整流滤波电路、恒流电路、均流电路和直流输出；其特征在于:直流输入电压经隔离变压器Tl耦合输出经储能电感LI输出给同步整流滤波电路再输出直流输出电压；主功率开关管受脉宽调制器Ul控制，从而控制隔离变压器Tl工作状态，达到控制直流输出电压目的；U1的8脚OUT-A通过图腾放大器U2、驱动串联电阻R17驱动主功率开关管Q1、Q2的栅极，主功率开关管Q1、Q2按Ul的14脚RT端外接电阻R14设定的频率周期进行开关；主功率开关管Ql、Q2饱和导通时，Tl初级有电流流过，向Tl次级传输能量，同时为储能电感LI充电，经次级同步整流MOS管Q4~Q6整流、电容C31~C38滤波后输出平滑的直流电压；主功率开关管Ql、Q2截止时，Ul的9脚OUT-B通过图腾放大器U3、可调死区电容C19和驱动串联电阻R19驱动钳位管Q3栅极，钳位管同样按Ul的14脚RT端外接电阻R14设定的频率周期进行开关；T1初级绕组的反向电压经钳位管Q3和钳位电容C23~C25串联构成回路，钳位管Q3饱和导通，将Tl原边绕组反向产生的电压应力吸收掉；与此同时储能电感LI开始释放能量，经次级同步整流MOS管Q7~Q9整流、电容C31~C38滤波后输出平滑的直流电压；自激式辅助电路为脉宽调制器Ul的7脚VCC端、运算放大器U4的8脚V+和专用智能均流芯片U5的8脚VCC供电；当输出进入过流或短路状态时，电流采样电阻R42将采样信号经电阻R43、R44连接到运算放大器U4的2脚反相端I1-，经放大后由运算放大器U4的I脚输出端OUTl将放大信号送入运算放大器U4的5脚同相端12+，电阻R51与稳压器Ull构成基准源，电阻R50和R49分压后经电阻R46为运算放大器U4的6脚反相端12-提供一稳定基准电压，同相端12+与反相端12-进行比较，同相端12+电位高于反相端12-电位时，运算放大器U4的7脚输出端0UT2输出高电平，经电阻R47、R48连接到光电親合器U8的发光二极管阳极，光电親合器U8的发光二极管向受光三极管传递能量，受光三极管导通，受光三极管集电极与脉宽调制器Ul的13脚COMP端相连，COMP端置低位，脉宽调制器Ul对脉宽进行调整，使占空比变小，输出电压变低；由于输出负载不变，根据欧姆定律，电压与电流成正比，输出电流变小，电流采样电阻R42不能检测到过流信号，运算放大器U4同相端12+电位低于反相端12-电位，运算放大器U4的7脚输出端0UT2输出低电平，光电耦合器U8停止工作，脉宽调制器Ul的13脚COMP端置高位，脉宽调制器Ul再次对脉宽进行调整，使占空比变大，输出电压变高，输出电流变大，电流采样电阻R42检测到过流信号，运算放大器U4的7脚输出端0UT2再次输出高电平，光电耦合器U8的发光二极管向受光三极管传递能量，脉宽调制器Ul的13脚COMP端置低位，脉宽调制器Ul对脉宽进行调整，使占空比变小，输出电压变低，如此往复，形成一个闭环回路，输出进入恒流状态，完成过流或短路保护功能，当过流或短路故障解除后，电压恢复正常；专用智能均流芯片U5的6脚SHARE-与7脚SHARE+为均流共享端，当多台电源模块输出端冗余并联时，每台电源模块的SHARE-并联至一点，SHARE+并联至一点，实现均流功能。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其特征在于:专用智能均流芯片U5控制多路并联主电源模块和从电源模块，当单台或多台电源模块出现电流不均衡时，电流不均衡的电源模块将自动通过共享端向大电流的主电源模块靠拢，专用智能均流芯片U5的3脚ADJ自动置低位，光电耦合器U9的发光二极管导通，U9的受光三极管调整输出电压上升，输出电压上升至与主电源模块输出电压近于相同时，输出电流随之被调整，从而实现主电源模块与从电源模块的均流保护，实现最多达到20台电源模块并耳关。3.根据权利要求1所述的一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其特征在于:隔离变压器Tl和储能电感LI均为PC44磁性材料的平板变压器，可输出最大功率800W。4.根据权利要求1所述的一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其特征在于:主功率开关管与钳位管均采用TDS0N-8封装大功率MOS管，处于饱和导通时漏源极间电阻Rds均小于2m Ω，提升电源模块转换效率。5.根据权利要求1所述的一种高可靠性大功率智能均流电源模块，其特征在于:脉宽调制器Ul为TSS0P-16封装的LM5025B，芯片内部具有可编程振荡器，主开关驱动和有源钳位驱动之间配置了可编程重叠或死区时间，并具有可编程欠压锁定功能。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高可靠性大功率智能均流电源模块，所述高可靠性大功率智能均流电源模块包括直流输入、隔离变压器、主功率开关管、钳位管、自激式辅助电路、肪宽调制器、同步整流滤波电路、恒流电路、均流电路、直流输出。高可靠性大功率智能均流电源模块采用单端正激有源钳位电路，体积仅为61*58*13mm，世界标准半砖尺寸，最大功率可达500W，可实现最多20台电源模块并联使用。输出采用同步整流技术，效率可达93%以上，输出过流、短路保护采用恒流式设计。高可靠性大功率智能均流电源模块采用PCB板与陶瓷基板层叠结构，信号器件在PCB板上分布，功率器件在陶瓷基板上分布，既可解决电磁干扰问题，又可改善大功率电源模块散热问题。本实用新型实现了在同等外形尺寸条件下，功率密度大大提高，保护功能更加完善，可多台电源模块冗余并联使用等特点。
【IPC分类】H02M3/335, H02H7/12
【公开号】CN204858974
【申请号】CN201520534392
【发明人】席向新
【申请人】航天长峰朝阳电源有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月22日