CN106300966A - 一种用于电源分析仪电源模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源电路领域，特别是一种用于电源分析仪电源模块。本发明提供的电源模块一方面利用采样电流、采样电压结合控制电路发出的锯齿波控制信号产生任意指定波形的锯齿波，另一方面在功率转换电路前端设置了防倒灌电路，有效防止倒灌电流造成的器件损害，在功率转换电路输出端设置了假负载电路，有效解决小电压输出时，由于PWM占空比下降到极小值，此时电源输出如果为空载，由于储能电感不能工作到CCM模式，会导致PWM的不连续，造成输出震荡不稳定，纹波变大的问题。

Description

一种用于电源分析仪电源模块

技术领域

本发明涉及电源测试领域，特别是一种用于电源分析仪电源模块。

背景技术

通常，在进行与直流电源相关的测试时,工程师必须汇集和配置多台仪器,才能完成直流供电和测量任务。在执行这些复杂任务时,可能会同时接到多台测试仪器,从而增加出错的风险；为此,工程师可能选择远比手动测试复杂的自动测试，但自动化测试任务虽然会减少人工错误,但编写和调试程序对已经超负荷工作的研发工程师进一步增加了工作量。而直流电源分析仪的出现避免了工程师使用多台设备以及测试前进行复杂的调试。电源分析仪通过其内置的电流动态测量能力可测量流入DUT的电流,而不需要诸如电流探头和分流器这类传感器；直流电源分析仪无需开发控制和测量程序，所有功能和测量都集成在同一设备中，也无需PC、驱动程序和软件,相当于把与设置相关的工作量减少了90%以上；用户使用独立测试设备则要用2天时间才能完成的直流供电和测量测试任务，使用直流电源分析仪可在5分钟内就能完成。而通常，直流电源分析仪中集成有万用表模块、示波器模块、任意波形发生模块、数据记录模块以及多个直流电源模块，其中，多个具有不同输出功率的直流电源模块无疑是电源分析仪的最核心器件之一，电源模块承担着在指定范围内输出指定电压值或指定电流值的各钟功率波形任务，其需要较高的稳定性，同时电源模块也需要与电源分析仪的其他模块兼容组合。

发明内容

本发明的发明目的在于针对直流电源分析仪中各个电源模块稳定性的需求，提供一种工作稳定的，适用于电源分析仪中特定电源模块电路。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于电源分析仪电源模块，包括控制电路、功率转换模块、锯齿波模块；

所述锯齿波模块包括电流取样电路、电压取样电路、乘法电路、反馈电路及锯齿波发生电路；所述电流取样电路、电压取样电路自所述功率转换电路的输出端和/或负载端采集采样电流、采样电压，并将所述采样电流、采样电压分别发送至所述乘法电路及反馈电路；

所述功率转换模块包括PWM驱动电路、功率转换电路、整流驱动电路、同步整流电路及输出滤波电路；

所述控制电路发送锯齿波控制信号至所述锯齿波发生电路以产生基准锯齿波，该基准锯齿波结合采样电流和/或采样电压产生指定波形锯齿波；所述控制电路还将所述指定锯齿波作为PWM控制信号发送至PWM驱动电路，以驱动所述功率转换电路工作；所述控制电路还发送整流驱动控制信号驱动所述同步整流电路工作；

所述功率转换电路之前还设置有防倒灌电路，所述防倒灌电路用于将自功率转换电路倒灌的电流接地导出。

进一步的，所述功率转换电路包括第一变压器、第二变压器；

所述PWM驱动电路包括第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路、第四控制电路；

所述同步整流电路包括第一同步整流电路、第二同步整流电路；

所述整流驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路；

所述第一控制电路、第二控制电路分别与所述第一变压器原边的两个端头连接，分别用于控制电流从不同方向流经第一变压器的原边；所述第三控制电路、第四控制电路分别与所述第二变压器原边的两个端头连接，分别用于控制电流从不同方向流经第二变压器的原边；

所述第一变压器的副边与第一同步整流电路连接；所述第二变压器的副边与第二同步整流电路连接；所述第一驱动电路、第二驱动电路分别与第一同步整流电路、第二同步整流电路连接；其分别用于控制第一同步整流电路、第二同步整流电路的通断；所述第一同步整流电路和第二同步整流电路同时与一输出滤波电路连接；

所述第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路、第四控制电路均包括两个输入端，两个输入端分别用于接收自控制电路传出的互相反相的两路PWM控制信号。

进一步的，所述第一控制电路包括第一PWM驱动芯片、第一可控开关及第二可控开关；

所述第一可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第一可控开关的源极与所述第二可控开关的漏极连接；所述第二可控开关的源极接地；所述第一PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第一PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第一可控开关、第二可控开关的控制端；所述第一可控开关、第二可控开关连接端与第一变压器原边的第一端头连接；

所述第二控制电路包括第二PWM驱动芯片、第三可控开关及第四可控开关；

所述第三可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第三可控开关的源极与所述第四可控开关的漏极连接；所述第四可控开关的源极接地；所述第二PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第二PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第三可控开关、第四可控开关的控制端；所述第三可控开关、第四可控开关连接处与第一变压器原边的第二端头连接。

进一步的，所述第一控制电路中，所述第一PWM驱动芯片与第一可控开关、第二可控开关之间还设置括第一稳压电路、第一整形电路；所述第一可控开关还与第一尖峰吸收电路并接在所述电源输入端与第一变压器原边第一端头之间；所述第二可控开关还与第二尖峰吸收电路并接在第一变压器原边第一端头与地之间；

所述第二控制电路中，所述第二PWM驱动芯片与第三可控开关、第四可控开关之间还包括第二稳压电路、第二整形电路；所述第三可控开关还与第三尖峰吸收电路并接在所述电源输入端和第一变压器原边第二端头之间；所述第四可控开关还与第四尖峰吸收电路并接在第一变压器原边第二端头与地之间。

进一步的，所述第三控制电路包括第三PWM驱动芯片、第五可控开关及第六可控开关；

所述第五可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第五可控开关的源极与所述第六可控开关的漏极连接；所述第六可控开关的源极接地；所述第三PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第三PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第五可控开关、第六可控开关的控制端；所述第五可控开关、第六可控开关连接端与第二变压器原边的第一端头连接；

所述第四控制电路包括第四PWM驱动芯片、第七可控开关及第八可控开关；

所述第七可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第七可控开关的源极与所述第八可控开关的漏极连接；所述第八可控开关的源极接地；

所述第四PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第四PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第七可控开关、第八可控开关的控制端；

所述第七可控开关、第八可控开关连接处与第二变压器原边的第二端头连接。

进一步的，所述第三控制电路中，所述第三PWM驱动芯片与第五可控开关、第六可控开关之间还设置括第三稳压电路、第三整形电路；所述第五可控开关还与第一尖峰吸收电路并接在所述电源输入端与第二变压器原边第一端头之间；所述第六可控开关还与第六尖峰吸收电路并接在第二变压器原边第一端头与地之间；

所述第四控制电路中，所述第四PWM驱动芯片与第七可控开关、第八可控开关之间还包括第四稳压电路、第四整形电路；所述第七可控开关还与第一尖峰吸收电路并接在所述电源输入端和第二变压器原边第二端头之间；所述第八可控开关还与第二尖峰吸收电路并接在第二变压器原边第二端头与地之间。

进一步的，所述第二控制电路的输出与所述第四控制电路的输出之间还设置有一耦合变压器，用于消除两路控制电路中的纹波干扰。

进一步的，所述防倒灌电路包括检测电阻、第九可控开关及第一运放；

所述检测电阻的第一端与电源输入端连接；所述检测电阻的第二端通过并接的第一电感、第二电感与控制电路中的可控开关连接，并向其输出电流；

所述检测电阻的第二端通过依次串接的第一电阻、第二电阻与第一运放的第一输入端连接；

所述检测电阻的第一端通过第三电阻与第一运放的第二输入端连接。所述第一运放的输出端通过第四电阻与第九可控开关的控制端连接；

所述第九可控开关的源极通过第五电阻同时与检测电阻的第二端及并接的第一电感、第二电感连接；所述第九可控开关的漏极通过第六电阻接地；

所述检测电阻的第一端还通过一二极管及串接的第七电阻、第八电阻、第九电阻接地；

第一运放的第一输入端还通过依次串接的第一电容、第二电容、第十电阻与第九可控开关的源极连接；串接的第二电容及第十电阻还与第十一电阻并接。

进一步的，所述输出滤波电路之前还设置有假负载电路及与所述假负载电路；所述假负载电路包括并接的第一子假负载电路和第二子假负载电路；

所述第一子假负载电路包括第二十一可控开关、第二运放及与第二十一可控开关串接的第二十一电阻；

所述第二十一可控开关的源极与所述第二十一电阻连接，所述第二十一可控开关的源极还通过第二十五电阻与所述第二运放的反相输出端连接；

所述第二运放的正相输入端与放电参考输入端、电压取样输入端及电流采样输入端同时连接；

所述第二运放的输出通过第二十四电阻连接所述第二十一可控开关的控制端；

所述第二运放的输出端还依次通过第二十三电阻、第二十一电容与自身反相输入端连接；所述第二十三电阻、第二十一电容还与第一二极管并接；所述第一二极管的正极与第二十一电容连接，负极与第二十三电阻连接；

所述第二子假负载电路包括第二十二可控开关、第三运放及与第二十二可控开关串接的第二十二电阻；

所述第二十二可控开关的源极与所述第二十二电阻连接，所述第二十二可控开关的源极还通过第二十九电阻与所述第三运放的反相输出端连接；

所述第三运放的正相输入端与正相输入端与放电参考输入端、电压取样输入端及电流采样输入端同时连接；

所述第三运放的输出通过第三十一电阻连接所述第二十二可控开关的控制端；

所述第三运放的输出端还依次通过第三十电阻、第二十二电容与自身反相输入端连接；所述第三十电阻、第二十二电容还与第二二极管并接；所述第二二极管的正极与第二十二电容连接，负极与第三十电阻连接。

进一步的，还包括辅助电源电路，用于将主电源转换为各个模块需要的工作电压。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的电源模块一方面利用采样电流、采样电压结合控制电路发出的锯齿波控制信号产生任意指定波形的锯齿波，另一方面在功率转换电路前端设置了防倒灌电路，有效防止倒灌电流造成的器件损害，在功率转换电路输出端设置了假负载电路，有效解决小电压输出时，由于PWM占空比下降到极小值，此时电源输出如果为空载，由于储能电感不能工作到CCM模式，会导致PWM的不连续，造成输出震荡不稳定，纹波变大的问题；同时，为了增大输出功率，本发明提供功率转换电路由并接的两个变压器组成，采用两路相同的PWM控制信号对两个变压器同时进行控制（此处相同是指控制两个变压器的信号相同，但是PWM1、PWM2两路信号本身是互相反相的，并不相同），增大了输出功率，同时两路控制电路之间采用耦合变压器T6消除纹波和噪声，提高电路稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的电源模块的结构框图。

图2本发明中功率模块的结构框图。

图3a是本发明中第一控制电路、第二控制电路一具体实施例结构框图。

图3b是本发明中第一控制电路、第二控制电路另一具体实施例结构框图。

图4a是本发明中第三控制电路、第四控制电路一具体实施例结构框图。

图4b是本发明中第三控制电路、第四控制电路另一具体实施例结构框图。

图5a是本发明中第一控制电路、第二控制电路电路图的具体实施例。

图5b是本发明中第三控制电路、第四控制电路电路图的具体实施例。

图6是本发明中整流驱动电路及整流电路电路图具体实施例。

图7是防倒灌电路电路图。

图8是第一尖峰吸收电路、第二尖峰吸收电路实施例电路图。

图9是假负载电路实施例电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1所示，本实施例提供一种用于电源分析仪电源模块，包括控制电路、功率转换模块、锯齿波模块；

所述锯齿波模块包括电流取样电路、电压取样电路、乘法电路、反馈电路及锯齿波发生电路；所述电流取样电路、电压取样电路自所述功率转换电路的输出端和/或负载端采集采样电流、采样电压，并将所述采样电流、采样电压分别发送至所述乘法电路及反馈电路；

所述功率转换模块包括PWM驱动电路、功率转换电路、整流驱动电路、同步整流电路及输出滤波电路；

所述控制电路发送锯齿波控制信号至所述锯齿波发生电路以产生基准锯齿波，该基准锯齿波结合采样电流和/或采样电压产生指定波形锯齿波；所述控制电路还将所述指定锯齿波作为PWM控制信号发送至PWM驱动电路，以驱动所述功率转换电路工作；所述控制电路还发送整流驱动控制信号驱动所述同步整流电路工作；

所述功率转换电路之前还设置有防倒灌电路，所述防倒灌电路用于将自功率转换电路倒灌的电流接地导出。

如图2所示，所述功率转换电路包括第一变压器、第二变压器；

所述PWM驱动电路包括第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路、第四控制电路；

所述同步整流电路包括第一同步整流电路131、第二同步整流电路132；

所述整流驱动电路包括第一驱动电路141、第二驱动电路142；

所述第一控制电路111、第二控制电路分别与所述第一变压器T3原边的两个端头连接，分别用于控制电流从不同方向流经第一变压器T3的原边；所述第三控制电路113、第四控制电路114分别与所述第二变压器T2原边的两个端头连接，分别用于控制电流从不同方向流经第二变压器T2的原边；

所述第一变压器T3的副边与第一同步整流电路131连接；所述第二变压器T2的副边与第二同步整流电路132连接；所述第一驱动电路14141、第二驱动电路14242分别与第一同步整流电路131、第二同步整流电路132连接；其分别用于控制第一同步整流电路131、第二同步整流电路132的通断；所述第一同步整流电路131和第二同步整流电路132同时与一输出滤波电路15连接；

所述第一控制电路111、第二控制电路112、第三控制电路113、第四控制电路114均包括两个输入端，两个输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号。

图6给出了本实施例中驱动电路及整流电路电路图具体实施例，图中第一驱动电路14141包括第一驱动器U2，第二驱动电路14242包括第二驱动器U3，U2、U3分别拥有两个输出端，分别控制第一同步整流电路131中第十二可控开关Q20、第十三可控开关Q21，第二同步整流电路132中第十可控开关Q18、第十一可控开关的通断Q19。

如图3b、图5a所示，所述第一控制电路111包括第一PWM驱动芯片U16、第一可控开关Q10及第二可控开关Q11；

所述第一可控开关Q10的漏极与电源输入端连接、所述第一可控开关Q10的源极与所述第二可控开关Q11的漏极连接；所述第二可控开关Q11的源极接地；所述第一PWM驱动芯片U16的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第一PWM驱动芯片U16的第一输出端、第二输出端连接第一可控开关Q10、第二可控开关Q11的控制端；所述第一可控开关Q10、第二可控开关Q11连接端与第一变压器T3原边的第一端头连接；

所述第二控制电路112包括第二PWM驱动芯片U10、第三可控开关Q12及第四可控开关Q13；

所述第三可控开关Q12的漏极与电源输入端连接、所述第三可控开关Q12的源极与所述第四可控开关Q13的漏极连接；所述第四可控开关Q13的源极接地；所述第二PWM驱动芯片U10的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第二PWM驱动芯片U10的第一输出端、第二输出端连接第三可控开关Q12、第四可控开关Q13的控制端；所述第三可控开关Q12、第四可控开关Q13连接处与第一变压器T3原边的第二端头连接。

如图4b、图5b所示，所述第三控制电路113包括第三PWM驱动芯片U17、第五可控开关Q14及第六可控开关；

所述第五可控开关Q14的漏极与电源输入端连接、所述第五可控开关Q14的源极与所述第六可控开关的漏极连接；所述第六可控开关的源极接地；所述第三PWM驱动芯片U17的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第三PWM驱动芯片U17的第一输出端、第二输出端连接第五可控开关Q14、第六可控开关的控制端；所述第五可控开关Q14、第六可控开关连接端与第二变压器T2原边的第一端头连接；

所述第四控制电路114包括第四PWM驱动芯片U6、第七可控开关Q16及第八可控开关Q17；所述第七可控开关Q16的漏极与电源输入端连接、所述第七可控开关Q16的源极与所述第八可控开关Q17的漏极连接；所述第八可控开关Q17的源极接地；所述第四PWM驱动芯片U6的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第四PWM驱动芯片U6的第一输出端、第二输出端连接第七可控开关Q16、第八可控开关Q17的控制端；所述第七可控开关Q16、第八可控开关Q17连接处与第二变压器T2原边的第二端头连接。

从图5a、图5b我们可以看出，第二控制电路112的输出与所述第四控制电路114的输出之间还设置有一耦合变压器T6，用于消除两路控制电路中的纹波干扰；具体的，通过第四可控开关Q13的电流经耦合变压器T6的一个饶边后接入第一变压器T3；而经过第八可控开关Q16的电流经过耦合变压器T6的另一个饶边后接入第二变压器T2。

如图7所示，所述功率转换电路还包括防倒灌电路，所述防倒灌电路设置在电源输入端与各个可控开关之间；所述防倒灌电路包括检测电阻、第九可控开关及第一运放。

所述检测电阻R266的第一端与电源输入端连接；所述检测电阻R266的第二端通过并接的第一电感L11、第二电感L12与控制电路中的第一可控开关、第三可控开关、第五可控开关、第七可控开关连接；所述检测电阻R266的第二端通过依次串接的第一电阻R268、第二电阻R271与第一运放的第一输入端连接；所述检测电阻R66的第一端通过第三电阻R273与第一运放的第二输入端连接。所述第一运放的输出端通过第四电阻R272与第九可控开关Q20的控制端连接；所述第九可控开关Q20的源极通过第五电阻R269同时与检测电阻R226的第二端及并接的第一电感L11、第二电感L12连接；所述第九可控开关Q20的漏极通过第六电阻R274接地；所述检测电阻R266的第一端还通过一二极管D47及串接的第七电阻R276、第八电阻R277、第九电阻R278接地；第一运放U34的第一输入端还通过依次串接的第一电容C198、第二电容C199、第十电阻R270与第九可控开关Q20的源极连接；串接的第二电容C199及第十电阻R270还与第十一电阻R267并接。

另外一些实施例中，所述输出滤波电路15之前还设置有如图9所示的假负载电路17及与所述假负载电路17并接的放电电路18。

所述假负载电路17包括并接的第一子假负载电路和第二子假负载电路；

所述第一子假负载电路包括第二十一可控开关Q1、第二运放U1及与第二十一Q1可控开关串接的第二十一电阻R1；所述第二十一可控开关Q1的源极与所述第二十一电阻R1连接，所述第二十一可控开关Q1的源极还通过第二十五电阻R5与所述第二运放U1的反相输出端连接；所述第二运放U1的正相输入端与正相输入端与放电参考输入端、电压取样输入端及电流采样输入端同时连接；所述第二运放U1的输出通过第二十四电阻R4连接所述第二十一可控开关Q1的控制端；所述第二运放U1的输出端还依次通过第二十三电阻R3、第二十一电容C1与自身反相输入端连接；所述第二十三电阻R3、第二十一电容C1还与第一二极管D1并接；所述第一二极管D1的正极与第二十一电容C1连接，负极与第二十三电阻R3连接。

所述第二子假负载电路包括第二十二可控开关U2、第三运放U2及与第二十二可控开关U2串接的第二十二电阻R2；所述第二十二可控开关U2的源极与所述第二十二电阻R2连接，所述第二十二可控开关U2的源极还通过第二十九电路R9与所述第三运放U2的反相输出端连接；所述第三运放U2的正相输入端与正相输入端与放电参考输入端、电压取样输入端及电流采样输入端同时连接；所述第三运放U2的输出通过第三十一电路R11连接所述第二十二可控开关U2的控制端；所述第三运放U2的输出端还依次通过第三十电路R10、第二十二电容C2与自身反相输入端连接；所述第三十电路R10、第二十二电容C2还与第二二极管D2并接；所述第二二极管D2的正极与第二十二电容C2连接，负极与第三十电路R10连接。工作时，所述假负载电路17通过放电参考、电压取样、电流取样共同控制，这是由于，小电压输出时，由于PWM占空比下降到极小值，此时电源输出如果为空载，由于储能电感不能工作到CCM模式，会导致PWM的不连续，造成输出震荡不稳定，纹波变大。通过在电源内部设置假负载电路17，由如图9所示的运放构成的恒流放电电路，使电源在空载输出时，由内部假负载确保PWM控制连续。放电电流的大小由放电参考、电压取样、电流取样共同控制。空载时，主要由内部放电电流由放电参考控制，当输出电压增加或外部接入负载后，由电压取样和电流取样共同控制。当负载增加到一定程度后，内部负载停止工作。这样既能让电源在空载时候稳压输出，又不影响满载时候的输出功率。

用于电压分析仪电压模块的功率转换电路由第一变压器、第二变压器两个功率变换模块构成，两个功率变换模块通过用相同的PWM信号（PWM1和PWM2）控制，使两组功率变换器具备相同的转换功率，在变压器次级同步整流后直接并联滤波后输出；

本发明中，两个功率变化模块用同一个电压、电流采样反馈控制产生的PWM1和PWM2控制，在功率变换A和B具备相同的变换功率情况下，具有相同的输出电压，从而实现变换器A和B的均流输出；两个变压器的初级A和B通过一个耦合变压器耦合，以消除电路中的纹波和噪声；同步整流信号SYNCA和SYNCB时序严格配合PWM1和PWM2实现两组变换器同步整流。

实施例2：如图3a、图4a所示，本实施例与实施例1不同点在于，第一控制电路111中，所述第一PWM驱动芯片U16与第一可控开关Q10、第二可控开关Q11之间还设置括第一稳压电路1112、第一整形电路1113；所述第一可控开关Q10还与第一尖峰吸收电路1116并接在所述电源输入端与第一变压器T3原边第一端头之间；所述第二可控开关Q11还与第二尖峰吸收电路1117并接在第一变压器T3原边第一端头与地之间；

所述第二控制电路112中，所述第二PWM驱动芯片U10与第三可控开关Q12、第四可控开关Q13之间还包括第二稳压电路1114、第二整形电路1115；所述第三可控开关Q12还与第三尖峰吸收电路1126并接在所述电源输入端和第一变压器T3原边第二端头之间；所述第四可控开关Q13还与第四尖峰吸收电路1127并接在第一变压器T3原边第二端头与地之间。

所述第三控制电路113中，所述第三PWM驱动芯片U17与第五可控开关Q14、第六可控开关之间还设置括第二稳压电路1122、第三整形电路1123；所述第五可控开关Q14还与第五尖峰吸收电路1136并接在所述电源输入端与第二变压器T2原边第一端头之间；所述第六可控开关还与第六尖峰吸收电路1137并接在第二变压器T2原边第一端头与地之间；

所述第四控制电路114中，所述第四PWM驱动芯片U6与第七可控开关Q16、第八可控开关Q17之间还包括第四稳压电路1124、第四整形电路1125；所述第七可控开关Q16还与第七尖峰吸收电路1146并接在所述电源输入端和第二变压器T2原边第二端头之间；所述第八可控开关Q17还与第八尖峰吸收电路1147并接在第二变压器T2原边第二端头与地之间。所述第一整形电路、第二整形电路、第三整形电路、第四整形电路用于将通过的PWM控制信号的上升沿变得陡峭，从而加快对应可控开关响应速度。

图8给出了第一控制电路111电路图具体实施例，从图中我们可以看到，上述第一尖峰吸收电路1116、第二尖峰吸收电路1117均包括并接的两个电阻及与该并接的两个电阻串接的一电容，同样，未给出具体电路图的其他尖峰吸收电路也是同样的布置。

本实施例提供的电源模块可以实现最大输出功率300W，输出电压在0~20V之间，输出电流0~50A，程控范围电压为10mV~20.4V,电流50mA~51A,最小程控分辨率电压为2mV，电流为20mA,输出纹波和噪声≤5mVp-p（20Hz～20MHz），电压负载效应( 最大负载电压降为1V/线) ≤ ±2mV，电压源效应≤±0.5mV。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电源分析仪电源模块，包括控制电路、功率转换模块、锯齿波模块；

所述锯齿波模块包括电流取样电路、电压取样电路、乘法电路、反馈电路及锯齿波发生电路；所述电流取样电路、电压取样电路自所述功率转换电路的输出端和/或负载端采集采样电流、采样电压，并将所述采样电流、采样电压分别发送至所述乘法电路及反馈电路；

所述功率转换模块包括PWM驱动电路、功率转换电路、整流驱动电路、同步整流电路及输出滤波电路；

所述控制电路发送锯齿波控制信号至所述锯齿波发生电路以产生基准锯齿波，该基准锯齿波结合采样电流和/或采样电压产生指定波形锯齿波；所述控制电路还将所述指定锯齿波作为PWM控制信号发送至PWM驱动电路，以驱动所述功率转换电路工作；所述控制电路还发送整流驱动控制信号驱动所述同步整流电路工作；

其特征在于，所述功率转换电路之前还设置有防倒灌电路，所述防倒灌电路用于将自功率转换电路倒灌的电流接地导出。

2.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述功率转换电路包括第一变压器、第二变压器；

所述PWM驱动电路包括第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路、第四控制电路；

所述同步整流电路包括第一同步整流电路、第二同步整流电路；

所述整流驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路；

所述第一控制电路、第二控制电路分别与所述第一变压器原边的两个端头连接，分别用于控制电流从不同方向流经第一变压器的原边；所述第三控制电路、第四控制电路分别与所述第二变压器原边的两个端头连接，分别用于控制电流从不同方向流经第二变压器的原边；

所述第一变压器的副边与第一同步整流电路连接；所述第二变压器的副边与第二同步整流电路连接；所述第一驱动电路、第二驱动电路分别与第一同步整流电路、第二同步整流电路连接；其分别用于控制第一同步整流电路、第二同步整流电路的通断；所述第一同步整流电路和第二同步整流电路同时与一输出滤波电路连接；

所述第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路、第四控制电路均包括两个输入端，两个输入端分别用于接收自控制电路传出的互相反相的两路PWM控制信号。

3.根据权利要求2所述的电源模块，其特征在于，所述第一控制电路包括第一PWM驱动芯片、第一可控开关及第二可控开关；

所述第一可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第一可控开关的源极与所述第二可控开关的漏极连接；所述第二可控开关的源极接地；所述第一PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第一PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第一可控开关、第二可控开关的控制端；所述第一可控开关、第二可控开关连接端与第一变压器原边的第一端头连接；

所述第二控制电路包括第二PWM驱动芯片、第三可控开关及第四可控开关；

所述第三可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第三可控开关的源极与所述第四可控开关的漏极连接；所述第四可控开关的源极接地；所述第二PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第二PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第三可控开关、第四可控开关的控制端；所述第三可控开关、第四可控开关连接处与第一变压器原边的第二端头连接。

4.根据权利要求3所述的电源模块，其特征在于，所述第一控制电路中，所述第一PWM驱动芯片与第一可控开关、第二可控开关之间还设置括第一稳压电路、第一整形电路；所述第一可控开关还与第一尖峰吸收电路并接在所述电源输入端与第一变压器原边第一端头之间；所述第二可控开关还与第二尖峰吸收电路并接在第一变压器原边第一端头与地之间；

所述第二控制电路中，所述第二PWM驱动芯片与第三可控开关、第四可控开关之间还包括第二稳压电路、第二整形电路；所述第三可控开关还与第三尖峰吸收电路并接在所述电源输入端和第一变压器原边第二端头之间；所述第四可控开关还与第四尖峰吸收电路并接在第一变压器原边第二端头与地之间。

5.根据权利要求2所述的电源模块，其特征在于，所述第三控制电路包括第三PWM驱动芯片、第五可控开关及第六可控开关；

所述第五可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第五可控开关的源极与所述第六可控开关的漏极连接；所述第六可控开关的源极接地；所述第三PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第三PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第五可控开关、第六可控开关的控制端；所述第五可控开关、第六可控开关连接端与第二变压器原边的第一端头连接；

所述第四控制电路包括第四PWM驱动芯片、第七可控开关及第八可控开关；

所述第七可控开关的漏极与电源输入端连接、所述第七可控开关的源极与所述第八可控开关的漏极连接；所述第八可控开关的源极接地；

所述第四PWM驱动芯片的第一输入端、第二输入端分别用于接收互相反相的两路PWM控制信号，所述第四PWM驱动芯片的第一输出端、第二输出端连接第七可控开关、第八可控开关的控制端；

所述第七可控开关、第八可控开关连接处与第二变压器原边的第二端头连接。

6.根据权利要求5所述的电源模块，其特征在于，所述第三控制电路中，所述第三PWM驱动芯片与第五可控开关、第六可控开关之间还设置括第三稳压电路、第三整形电路；所述第五可控开关还与第一尖峰吸收电路并接在所述电源输入端与第二变压器原边第一端头之间；所述第六可控开关还与第六尖峰吸收电路并接在第二变压器原边第一端头与地之间；

所述第四控制电路中，所述第四PWM驱动芯片与第七可控开关、第八可控开关之间还包括第四稳压电路、第四整形电路；所述第七可控开关还与第一尖峰吸收电路并接在所述电源输入端和第二变压器原边第二端头之间；所述第八可控开关还与第二尖峰吸收电路并接在第二变压器原边第二端头与地之间。

7.根据权利要求2所述的电源模块，其特征在于，所述第二控制电路的输出与所述第四控制电路的输出之间还设置有一耦合变压器，用于消除两路控制电路中的纹波干扰。

8.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，

所述防倒灌电路包括检测电阻、第九可控开关及第一运放；

所述检测电阻的第一端与电源输入端连接；所述检测电阻的第二端通过并接的第一电感、第二电感与控制电路中的可控开关连接，并向其输出电流；

所述检测电阻的第二端通过依次串接的第一电阻、第二电阻与第一运放的第一输入端连接；

所述检测电阻的第一端通过第三电阻与第一运放的第二输入端连接；所述第一运放的输出端通过第四电阻与第九可控开关的控制端连接；

所述第九可控开关的源极通过第五电阻同时与检测电阻的第二端及并接的第一电感、第二电感连接；所述第九可控开关的漏极通过第六电阻接地；

所述检测电阻的第一端还通过一二极管及串接的第七电阻、第八电阻、第九电阻接地；

第一运放的第一输入端还通过依次串接的第一电容、第二电容、第十电阻与第九可控开关的源极连接；串接的第二电容及第十电阻还与第十一电阻并接。

9.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述输出滤波电路之前还设置有假负载电路及与所述假负载电路；所述假负载电路包括并接的第一子假负载电路和第二子假负载电路；

所述第一子假负载电路包括第二十一可控开关、第二运放及与第二十一可控开关串接的第二十一电阻；

所述第二十一可控开关的源极与所述第二十一电阻连接，所述第二十一可控开关的源极还通过第二十五电阻与所述第二运放的反相输出端连接；

所述第二运放的正相输入端与放电参考输入端、电压取样输入端及电流采样输入端同时连接；

所述第二运放的输出通过第二十四电阻连接所述第二十一可控开关的控制端；

所述第二运放的输出端还依次通过第二十三电阻、第二十一电容与自身反相输入端连接；所述第二十三电阻、第二十一电容还与第一二极管并接；所述第一二极管的正极与第二十一电容连接，负极与第二十三电阻连接；

所述第二子假负载电路包括第二十二可控开关、第三运放及与第二十二可控开关串接的第二十二电阻；

所述第二十二可控开关的源极与所述第二十二电阻连接，所述第二十二可控开关的源极还通过第二十九电阻与所述第三运放的反相输出端连接；

所述第三运放的正相输入端与正相输入端与放电参考输入端、电压取样输入端及电流采样输入端同时连接；

所述第三运放的输出通过第三十一电阻连接所述第二十二可控开关的控制端；

所述第三运放的输出端还依次通过第三十电阻、第二十二电容与自身反相输入端连接；所述第三十电阻、第二十二电容还与第二二极管并接；所述第二二极管的正极与第二十二电容连接，负极与第三十电阻连接。

10.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，还包括辅助电源电路，用于将主电源转换为各个模块需要的工作电压。