专利名称：抗电磁干扰的大功率系统电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抗电磁干扰的大功率系统电源。
背景技术：
目前，大功率系统电源电路大多采用单路PFC电路，市电输入通过EMI (电磁干扰) 滤波器，经过整流桥整为半波，通过PFC电路进行BOOST升压升到约400V，PFC电路输出端 为储能电容，再经一级DC-DC电路变换到用户所需直流电压。传统PFC电路由一个电感、一个MOS管和一个二极管组成。因为所有功率需一个 周期内通过电感，因此PFC电感体积很大，不利于PCB布板，不利于生产；因为每一周期内 所有功率需通过MOS管，因此di/dt很大，以2000W系统电源为例，每周期产生di/dt为 24A/30ns ；同时功率变换采用硬开关DC-DC电路，每周期MOS管关断时电压为400V，产生的 dv/dt为400V/50ns。正因为di/dt和dv/dt大，导致大功率系统电源的EMI成为严重的问 题，需加多级EMI滤波器和屏蔽措施，增加成本，降低整机效率。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种抗电磁干扰的大功率系 统电源。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现抗电磁干扰的大功率系统电源，包括EMI滤波单元、储能单元和全桥软开关，特点 是所述EMI滤波单元的输出端连接整流单元，第一 PFC电路和第二 PFC电路以并联方式 接入至整流单元的输出端，第一 PFC电路的输出端和第二 PFC电路的输出端连接储能单元， 储能单元通过全桥软开关连接输出端，抖频单元连接PFC控制电路，PFC控制电路连接第一 PFC电路和第二 PFC电路，抖频单元还连接全桥控制电路，全桥控制电路连接延迟单元，延 迟单元接入至全桥软开关。本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在①采用创新的电路结构，将传统的单路PFC改进为双路并联PFC电路，两个支路设 定180°相移独立工作，同一周期内两支路各开通一次，使用交错式时钟产生器，管理异相 工作，使两个相位交互作用，因而保证输入电流为两个电感电流(ILl及IL2)之和，从而 降低了 di/dt ；与现有技术相比，大大减小干扰源，减小了 PFC电感体积，因而为更大功率、 超大功率的电源开发提供新的设计思路；②采用零电压开通软开关技术，极大限度地减小了功率回路的dv/dt ；由于加入 了谐振电感，当上桥MOS管关断后，延迟200ns再开通下桥臂MOS管，由于MOS管的寄生电 荷被谐振电感吸完，故电压降为0V，从而实现零电压开通；③采用抖频EMI解决方案，由传统的固定频率电路改进为抖动频率的变换电路， 使周期信号的窄脉冲频谱变为非周期信号的宽带宽频谱；频率抖动范围设为士5kHz，在不 会影响电路功能的情况下，很好解决系统EMI问题，实用性强，具有很好的应用前景。CN 201887653 U
说明书
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以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明
图1 本实用新型的构造框图。图中各附图标记的含义见下表。
附图标记含义附图标记含义附图标记含义1EMI滤波单元2整流单元3第一 PFC电路4储能单元5全桥软开关6第二 PFC电路7抖频单元8延迟单元9输出端10PFC控制电路11全桥控制电路
具体实施方式
如图1所示，抗电磁干扰的大功率系统电源，包括EMI滤波单元1、储能单元4和全 桥软开关5，EMI滤波单元1的输出端连接整流单元2，第一 PFC电路3和第二 PFC电路6 以并联方式接入至整流单元2的输出端，第一 PFC电路3的输出端和第二 PFC电路6的输 出端连接储能单元4，储能单元4通过全桥软开关5连接输出端9，抖频单元7连接PFC控 制电路10，PFC控制电路10连接第一 PFC电路3和第二 PFC电路6，抖频单元7还连接全 桥控制电路11，全桥控制电路11连接延迟单元8，延迟单元8接入至全桥软开关5。PFC电路设置为两路，第一 PFC电路3和第二 PFC电路4并联，从而使功率电路电 流减半，减小了 di/dt,以2000W电源为例，使用并联PFC后，di/di仅为llA/30ns ；其次， 在PFC控制电路设置抖频单元7，通过扩散基波频率延伸了频谱带宽，从而降低EMI的峰值 能量，同时使辐射EMI波形变化平缓，缩小了需电磁干扰(EMI)滤波的频率范围，不需要大 尺寸电感以限制频率范围，支持使用小尺寸电感，同时提高了效率。改进DC-DC级硬开关技 术，通过谐振电感吸收MOS管每开关周期的寄生电荷，延后开通电间，等到MOS管电压降到 OV后再开通MOS管，从而大大减小dv/dt，进一步减小干扰，在DC-DC级控制电路加入抖频 功能。从源头减小电磁干扰，从而简化了 EMI滤波电路，减小EMI电感量，提高整机效率，最 终使EMI滤波器减到最小，完全不使用屏蔽措施就可满足EMI要求。采用创新的电路结构，从传统的单路PFC改进为双路并联PFC电路，两个支路设定 180°相移独立工作，同一周期内二支路各开通一次，使用交错式时钟产生器，管理异相工 作，使两个相位交互作用，因而保证输入电流为两个电感电流(ILl及IL2)之和，从而降 低了 di/dt。与现有技术相比，大大减小干扰源，减小了 PFC电感体积，因而为更大功率、超 大功率的电源开发提供新的设计思路。采用零电压开通软开关技术，极大限度地减小了功率回路的dv/dt。由于加入了谐 振电感，当上桥MOS管关断后，延迟200ns再开通下桥臂MOS管，由于此时MOS管的寄生电 荷被谐振电感吸完，故电压已降为0V，从而实现零电压开通。采用抖频EMI解决方案，由传统的固定频率电路改进为抖动频率的变换电路，使 周期信号的窄脉冲频谱变为非周期信号的宽带宽频谱。产品的频率抖动范围设为士5kHz， 在不会影响电路功能的情况下，很好解决系统EMI问题，实用性强，具有很好的应用前景。需要强调的是以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.抗电磁干扰的大功率系统电源，包括EMI滤波单元、储能单元和全桥软开关，其特征 在于所述EMI滤波单元的输出端连接整流单元，第一PFC电路和第二PFC电路以并联方式 接入至整流单元的输出端，第一 PFC电路的输出端和第二 PFC电路的输出端连接储能单元， 储能单元通过全桥软开关连接输出端，抖频单元连接PFC控制电路，PFC控制电路连接第一 PFC电路和第二 PFC电路，抖频单元还连接全桥控制电路，全桥控制电路连接延迟单元，延 迟单元接入至全桥软开关。
专利摘要本实用新型涉及抗电磁干扰的大功率系统电源，EMI滤波单元的输出端连接整流单元，第一PFC电路和第二PFC电路以并联方式接入至整流单元的输出端，第一PFC电路的输出端和第二PFC电路的输出端连接储能单元，储能单元通过全桥软开关连接输出端，抖频单元连接PFC控制电路，PFC控制电路连接第一PFC电路和第二PFC电路，抖频单元还连接全桥控制电路，全桥控制电路连接延迟单元，延迟单元接入至全桥软开关。PFC电路设置为两路，使功率电路电流减半，减小了di/dt；在PFC控制电路设置抖频单元，通过扩散基波频率延伸了频谱带宽，降低EMI的峰值能量，使辐射EMI波形变化平缓，缩小需电磁干扰(EMI)滤波的频率范围，简化EMI滤波电路，减小EMI电感量，提高整机效率。
文档编号H02M1/42GK201887653SQ20112010108
公开日2011年6月29日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者林宋荣, 陈昌林, 马化盛 申请人:安伏(苏州)电子有限公司