一种直流脉冲负载开关电源制造技术

本方案提供了一种直流脉冲负载开关电源，该开关电源包括：稳压电路，用于将输入的交流电压转换为高压直流电压；比例变换器，将高压直流电压变换为固定比例的电压；存储电容，基于高压直流电压充电，经过比例变换器处理，输出稳定的脉冲电压。本方案能够有效降低负载组合的体积和重量，同时，能够保证输出的脉冲电压具有良好的平坦度。

A DC pulse load switching power supply

【技术实现步骤摘要】
一种直流脉冲负载开关电源
本申请涉及开关电源领域，特别涉及一种直流脉冲负载开关电源。
技术介绍
当今在各种通信系统和雷达系统中，有很大部分用电设备的负载特性为直流脉冲负载。直流脉冲负载要求供电的电源具有快速的响应时间，并且脉内的输出电压顶降应该尽量小。传统的脉冲负载电源采用的是隔离稳压变换器输出带大量储能电容的方式为脉冲负载供电。该方式需要在脉冲负载的输入端加大量储能电容，只有足够的电容才能保证脉内的输出电压顶降满足要求。这导致负载组合的体积偏大，重量偏高，很难满足系统要求。
技术实现思路
本申请提供了一种直流脉冲负载开关电源，以提高电源输出电压的质量。根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种直流脉冲负载开关电源，该开关电源包括：稳压电路，用于将输入的交流电压转换为高压直流电压；比例变换器，将高压直流电压变换为固定比例的电压；存储电容，基于高压直流电压充电，经过比例变换器处理，输出稳定的脉冲电压。在一种优选地实施例中，所述稳压电路包括：AC/DC整流电路和Boost-PFC型变换器。在一种优选地实施例中，所述比例变换器采用谐振正弦振幅变换器。在一种优选地实施例中，所述存储电容包括：电解电容和瓷片电容。在一种优选地实施例中，所述所述电解电容的输入端与稳压电路的输出端连接。在一种优选地实施例中，所述瓷片电容包括：输入瓷片电容和输出滤波瓷片电容；所述输入瓷片电容的输入端与电解电容连接；所述输出滤波瓷片电容的输出端用于与直流脉冲负载连接。在一种优选地实施例中，所述比例变换器连接在所述输入瓷片电容和输出滤波瓷片电容之间。在一种优选地实施例中，该开关电源还包括：用于提供低压直流电压的供电单元有益效果本申请所述技术方案能够有效降低负载组合的体积和重量，同时，能够保证输出的脉冲电压具有良好的平坦度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出本方案所述开关电源的示意图；图2示出本方案所述开关电源具体组成器件的示意图；图3示出本方案实施例提供的脉冲顶降的示意图；图4示出理想脉冲负载输出电压的示意图。具体实施方式为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本方案公开了一种直流脉冲负载开关电源，该开关电源包括：前级预先稳压电路、高压储能电容、后级开环比例变换器。其中，前级预先稳压电路：对交流电压进行处理，使得处理后的电压稳定在一个较高的直流电压，比如300V；高压储能电容：提供瞬时脉冲所需要的能量，并起到稳定电压，减小脉冲顶降的作用；后级开环比例变换器：从高压输入电压到脉冲负载通用电压的固定比例变换器。在一中实施方式中，前级预先稳压电路采用的是AC/DC整流电路加非隔离的Boost升压电路，目的是得到一个电压稳定的高压直流电。在一中实施方式中，高压储能电容选用铝电解电容和瓷片电容并联。其中，铝电解电容放在离负载组合外，瓷片电容放在负载组合内。此外，后级开环比例变换器的输出只需要少量用于滤波的瓷片电容。这样负载组合内部只有输入和输出的少量瓷片电容，很大程度上减小了负载组合的体积和重量。在一中实施方式中，后级开环比例变换器采用的是谐振正弦振幅变换器拓扑，该拓扑是一种特色的能够实现高频软开关的LLC拓扑。该拓扑的具有良好的负载特性，在开环的情况下也能有较好的负载调整率，同时，可以充分利用高频率零电压开关和零电流开关技术实现低噪声、高效率和快速瞬态响应等特性。而开环负载特性和快速瞬态响应特性保证了脉内电压顶降小，具有很好的平坦度。如图2所示，Vac为输入交流电压，Vh为预先稳压电路输出的高压直流电压，Vout为后级开环比例变换器的输出电压。本方案所述开关电源具体工作过程如下：Boost-PFC变换器将输入的交流电压转换成稳定的高压直流电，并通过给大容量的电解电容充电，将直流电的能量储存在电解电容中，为后端的脉冲负载提供瞬时的能量。输入瓷片电容和输出瓷片电容起到滤波和提供高频电压波动的能量。也就是说到脉冲负载刚工作瞬间的能量是由等效串联电阻(ESR)较小的瓷片电容提供，这样能够提高减小电解电容的电流应力，提高电解电容的使用寿命。谐振正弦振幅变换器的快速瞬态响应特性和低交流阻抗(ACImpedance)，使得高压端的储能电容相当于直接并联在脉冲负载端。这意味着只要高压端的直流电压稳定，输出电压在带脉冲负载时能保证具备很好的平坦度。在直流高压恒定不变的理想情况下，脉冲负载的脉内电压只有一个谐振正弦振幅变换器的传输阻抗的固定跌落。但是，脉内电压是平稳的，没有下降，也没有回调。具体波形如图4所示。图4与图3对比没有了电压顶降ΔU。该方案的脉内波形与图4非常接近，能够很好的满足负载的要求。以上仅为本专利技术的实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本专利技术的权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流脉冲负载开关电源，其特征在于，该开关电源包括：/n稳压电路，用于将输入的交流电压转换为高压直流电压；/n比例变换器，将高压直流电压变换为固定比例的电压；/n存储电容，基于高压直流电压充电，经过比例变换器处理，输出稳定的脉冲电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流脉冲负载开关电源，其特征在于，该开关电源包括：
稳压电路，用于将输入的交流电压转换为高压直流电压；
比例变换器，将高压直流电压变换为固定比例的电压；
存储电容，基于高压直流电压充电，经过比例变换器处理，输出稳定的脉冲电压。


2.根据权利要求1所述的直流脉冲负载开关电源，其特征在于，所述稳压电路包括：AC/DC整流电路和Boost-PFC型变换器。


3.根据权利要求1所述的直流脉冲负载开关电源，其特征在于，所述比例变换器采用谐振正弦振幅变换器。


4.根据权利要求1或3所述的直流脉冲负载开关电源，其特征在于，所述存储电容包括：电解电容和瓷片电...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宗海，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11