一种大功率开关电源制造技术

本申请公开了一种大功率开关电源，包括：功率模块和控制模块，功率模块包括功率开关管和依次电连接的EMI滤波器、高频变压单元及同步整流滤波，功率开关管与高频变压单元连接，同步整流滤波与负载连接；控制模块包括电流控制单元、中央控制单元、启动回路、自供电回路、输入过/欠压保护单元、电压控制单元及隔离驱动。本申请中，通过控制模块，在电压电流双环控制下，检测并隔离放大经过功率模块输出的直流电压，保持输出电压的稳定性，确保整流后的直流电压所含有的3‑25次谐波含量更少，稳定性更好，本申请开关电源整体的体积和重量小，具有较好的便携移动性和方便性。

A High Power Switching Power Supply

【技术实现步骤摘要】
一种大功率开关电源
本申请涉及电源
，尤其涉及一种大功率开关电源。
技术介绍
随着特高压技术在电力系统中渗透率的提高，电力系统容量不断增大，电网在安全稳定运行方面所面临的挑战日益突出。检测变电站、电厂交流互感器及二次回路的正确性等等，对于电网安全运行的意义重大。近年来由于厂站交流二次回路存在各种潜在故障隐患，造成厂站故障频发，因此，有关厂站交流二次回路系统调试等工作成为电力系统安全稳定运行的重要任务。有关厂站交流二次回路系统调试等工作必须有大电流发生设备，目前大电流的方法通常为大电流升流组合装置，升流组合装置包括升流器组、电容补偿系统、整流系统、电源控制系统及辅助设施。上述大电流发生设备虽然能够实现上千安大电流的输出，但自动化程度不高，且输出的直流大电流不精密，无法对交流二次回路进行完整性和系统性测试。另外，大电流发生设备的输出容量及体积等，直接受电源技术的影响，通常的线性电源和相控电源等因体积大和笨重，导致大电流发生设备的体积和重量大、暂态特性差，进而致使其无法适用于户外变电站场所。
技术实现思路
本申请提供了一种大功率开关电源，以解决现有技术中由于大电流发生设备的体积和重量大、暂态特性差，不适用于户外变电站场所的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请实施例公开了一种大功率开关电源，所述大功率开关电源包括：功率模块和控制模块，其中：所述功率模块包括功率开关管和依次电连接的EMI滤波器、高频变压单元及同步整流滤波，所述功率开关管与所述高频变压单元连接，所述同步整流滤波与负载连接；所述控制模块包括电流控制单元、中央控制单元、启动回路、自供电回路、输入过/欠压保护单元、电压控制单元及隔离驱动；所述功率开关管分别与所述中央控制单元和所述电流控制单元连接，所述中央控制单元与所述电流控制单元连接，所述高频变压单元通过所述自供电回路连接于所述中央控制单元，所述启动回路一端连接于所述EMI滤波器和所述高频变压单元之间，另一端连接于所述中央控制单元，所述输入过/欠压保护单元一端连接于所述EMI滤波器和所述高频变压单元之间，另一端连接于所述中央控制单元；所述电压控制单元一端连接于所述同步整流滤波与所述负载之间，另一端连接于所述隔离驱动，所述中央控制单元通过所述隔离驱动连接于所述同步整流滤波。可选地，在上述大功率开关电源中，所述EMI滤波器包括：熔断器、滑动变阻器、电感、第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，其中：所述第一电容的两端分别连接于所述电感的第一原边和第一副边，所述第二电容的两端分别连接于所述电感的第二原边和第二副边，所述第三电容和所述第四电容串联后与所述第二电容的两端连接，所述第四电容与所述第二电容相连的一端接地，输入电流正端通过熔断器连接于所述电感的第一原边，输入电流连接于所述电感的第一副边，且所述输入电流正端和所述输入电流之间连接所述滑动变阻器。可选地，在上述大功率开关电源中，所述功率开关管包括：第一支路、第二支路、第一互感器、隔直电容组、第一功率管、第二功率管和H桥式4边二极管，其中：所述第一支路包括互相并联的第五电容、第六电容和第一电阻，所述第二支路包括互相并联的第七电容、第八电容和第二电阻，所述第一支路的一端与所述第一功率管的漏极连接，另一端与所述第二支路的一端连接，且连接于所述第一互感器的第一原边，所述第二支路的另一端接地；所述隔直电容组包括并联的第九电容、第十电容和第十一电容，所述隔直电容组的一端与所述第一互感器的第二原边连接，另一端连接所述高频变压单元中的高频电压器第一原边，所述高频电压器第二原边连接于所述第一功率管的源极，且所述高频电压器第二原边通过第三电阻连接所述第一功率管的栅极，且连接于第四电阻，所述第四电阻并联有第一二极管，所述第一互感器副边连接H桥式4边二极管；所述高频电压器第二原边连接于所述第二功率管的漏极，第二功率管的栅极连接第五电阻，所述第五电阻并联第二二极管，所述第二功率管的栅极还通过第六电阻接地，所述第二功率管的源极接地。可选地，在上述大功率开关电源中，所述高频变压单元包括：高频变压器、第三二极管、第四二极管、第一放大三极管、第二放大三极管、第三放大三极管、电感线圈、第三功率管和第四功率管，其中：所述高频变压器的第一副边连接所述第三二极管，所述高频变压器的第二副边连接所述第四二极管，所述第三二极管和所述第四二极管连接于所述第一放大三极管，所述高频变压器的副边中间抽头连接所述电感线圈；所述高频变压器的第二副边还连接于所述第三功率管的漏极，所述第三功率管的栅极通过所述第二放大三极管进行电位钳制，所述第三功率管的漏极和源极之间并联有第七电阻和第十二电容的串联回路；所述高频变压器的第二副边还连接于所述第四功率管的漏极，所述第四功率管的栅极通过所述第三放大三极管进行电位钳制，所述第四功率管的漏极和源极之间并联有第八电阻和第十三电容的串联回路。可选地，在上述大功率开关电源中，所述中央控制单元的核心芯片为电压型脉冲调制器LM5035，所述电压型脉冲调制器LM5035的4号和19号管脚连接光耦模块，17号和18号管脚分别连接于第二互感器和第三互感器。可选地，在上述大功率开关电源中，所述输入过/欠压保护单元采用自锁电路。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供了一种大功率开关电源，包括：功率模块和控制模块，其中：所述功率模块包括功率开关管和依次电连接的EMI滤波器、高频变压单元及同步整流滤波，所述功率开关管与所述高频变压单元连接，所述同步整流滤波与负载连接，本申请中380V的交流电经过EMI滤波器抑制共模干扰和差模干扰，在经过高频变压单元，调整电压的大小将高频交流电压输出需求高频交流电压，最后通过同步整流滤波，将需求高频交流电压转换为直流电压并输入至负载。所述控制模块包括电流控制单元、中央控制单元、启动回路、自供电回路、输入过/欠压保护单元、电压控制单元及隔离驱动；所述功率开关管分别与所述中央控制单元和所述电流控制单元连接，所述中央控制单元与所述电流控制单元连接，所述高频变压单元通过所述自供电回路连接于所述中央控制单元，所述启动回路一端连接于所述EMI滤波器和所述高频变压单元之间，另一端连接于所述中央控制单元，所述输入过/欠压保护单元一端连接于所述EMI滤波器和所述高频变压单元之间，另一端连接于所述中央控制单元；所述电压控制单元一端连接于所述同步整流滤波与所述负载之间，另一端连接于所述隔离驱动，所述中央控制单元通过所述隔离驱动连接于所述同步整流滤波。本申请中，通过控制模块，在电压电流双环控制下，检测并隔离放大直流电压保持输出电压的稳定性，确保整流后的直流电压所含有的3-25次谐波含量更少，稳定性更好。本申请中功率模块和控制模块的组合，代替了传统的笨重的工频变压器等，使得整体的体积和重量大大减小，具有较好的便携移动性和方便性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种大功率开关电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率开关电源，其特征在于，所述大功率开关电源包括：功率模块(1)和控制模块(2)，其中：所述功率模块(1)包括功率开关管(11)和依次电连接的EMI滤波器(12)、高频变压单元(13)及同步整流滤波(14)，所述功率开关管(11)与所述高频变压单元(13)连接，所述同步整流滤波(14)与负载(3)连接；所述控制模块(2)包括电流控制单元(21)、中央控制单元(22)、启动回路(23)、自供电回路(24)、输入过/欠压保护单元(25)、电压控制单元(26)及隔离驱动(27)；所述功率开关管(11)分别与所述中央控制单元(22)和所述电流控制单元(21)连接，所述中央控制单元(22)与所述电流控制单元(21)连接，所述高频变压单元(13)通过所述自供电回路(24)连接于所述中央控制单元(22)，所述启动回路(23)一端连接于所述EMI滤波器(12)和所述高频变压单元(13)之间，另一端连接于所述中央控制单元(22)，所述输入过/欠压保护单元(25)一端连接于所述EMI滤波器(12)和所述高频变压单元(13)之间，另一端连接于所述中央控制单元(22)；所述电压控制单元(26)一端连接于所述同步整流滤波(14)与所述负载(3)之间，另一端连接于所述隔离驱动(27)，所述中央控制单元(22)通过所述隔离驱动(27)连接于所述同步整流滤波(14)。...

【技术特征摘要】
1.一种大功率开关电源，其特征在于，所述大功率开关电源包括：功率模块(1)和控制模块(2)，其中：所述功率模块(1)包括功率开关管(11)和依次电连接的EMI滤波器(12)、高频变压单元(13)及同步整流滤波(14)，所述功率开关管(11)与所述高频变压单元(13)连接，所述同步整流滤波(14)与负载(3)连接；所述控制模块(2)包括电流控制单元(21)、中央控制单元(22)、启动回路(23)、自供电回路(24)、输入过/欠压保护单元(25)、电压控制单元(26)及隔离驱动(27)；所述功率开关管(11)分别与所述中央控制单元(22)和所述电流控制单元(21)连接，所述中央控制单元(22)与所述电流控制单元(21)连接，所述高频变压单元(13)通过所述自供电回路(24)连接于所述中央控制单元(22)，所述启动回路(23)一端连接于所述EMI滤波器(12)和所述高频变压单元(13)之间，另一端连接于所述中央控制单元(22)，所述输入过/欠压保护单元(25)一端连接于所述EMI滤波器(12)和所述高频变压单元(13)之间，另一端连接于所述中央控制单元(22)；所述电压控制单元(26)一端连接于所述同步整流滤波(14)与所述负载(3)之间，另一端连接于所述隔离驱动(27)，所述中央控制单元(22)通过所述隔离驱动(27)连接于所述同步整流滤波(14)。2.根据权利要求1所述的大功率开关电源，其特征在于，所述EMI滤波器(12)包括：熔断器(FU1)、滑动变阻器(R1)、电感(L1)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)以及第四电容(C4)，其中：所述第一电容(C1)的两端分别连接于所述电感(L1)的第一原边和第一副边，所述第二电容(C2)的两端分别连接于所述电感(L1)的第二原边和第二副边，所述第三电容(C3)和所述第四电容(C4)串联后与所述第二电容(C2)的两端连接，所述第四电容(C4)与所述第二电容(C2)相连的一端接地，输入电流正端(VIN+)通过熔断器(FU1)连接于所述电感(L1)的第一原边，输入电流(VIN-)连接于所述电感(L1)的第一副边，且所述输入电流正端(VIN+)和所述输入电流(VIN-)之间连接所述滑动变阻器(R1)。3.根据权利要求1所述的大功率开关电源，其特征在于，所述功率开关管(11)包括：第一支路、第二支路、第一互感器(T1)、隔直电容组(111)、第一功率管(Q1)、第二功率管(Q2)和H桥式4边二极管(112)，其中：所述第一支路包括互相并联的第五电容(C7)、第六电容(C9)和第一电阻(R2)，所述第二支路包括互相并联的第七电容(C8)、第八电容(C10)和第二电阻(R3)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许守东，陈勇，张丽，朱丹，李俊峰，杨建伟，石侃，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53