CN2706954Y - 一种高效48v/10a整流模块 - Google Patents
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Abstract
一种用于嵌入式通信电源***的高效48V/10A整流模块，由整流器(1)、外壳(2)、风扇(3)、面板(4)组成，整流器(1)固定在外壳(2)上，风扇(3)安装在面板(4)上，面板(4)固定在外壳(2)上，整流器(1)由电源滤波器(5)、有源功率因数校正器(6)、直流－直流变换器(7)、辅助电源(8)组成，电源滤波器(5)由两级滤波电路组成，直流－直流变换器(7)采用原边钳位不对称半桥电路，辅助电源(8)采用单片开关电源Top224。具有体积小、重量轻、电磁兼容性好、效率高的特点，可广泛应用于各种嵌入式通信电源***。
Description
本实用新型的技术领域
本实用新型涉及一种用于嵌入式通信电源***的高效48V/10A整流模块。
本实用新型的背景技术
嵌入式通信电***主要与接入产品、数据产品、交换端局、小型交换机、移动基站(包括PHS)等安装在一个通讯机架上，这种特殊的应用场合要求整流模块具有以下特点：
1)体积小，重量轻，功率密度高，工艺考究；
2)单相输入，能够适应较恶劣的电网情况，输入电压的范围宽，具有防雷和防浪涌能力；
3)可以即插即用，***在线维护快速方便；
4)电磁兼容性和安全设计要求更高；
5)高性价比。
对于采用单相交流电源的通信电源整流模块，通常由通用电源滤波器、有源功率因数校正器、直流-直流变换器和辅助电源组成，有源功率因数校正器采用BOOST升压变换，将单相交流电压变换为400V左右的直流电压，直流-直流变换器一般采用半桥电路、双管正激电路或全桥电路，将400V的直流电压变换为高频方波脉冲电压，经高频变压器隔离、降压，再经过LC滤波后变为48V直流输出。辅助电源通常采用UC4842芯片控制的单端反激电路，为有源功率因数校正器和直流-直流变换器控制电路提供电源。如果嵌入式通信电源***的整流模块采用该方式，存在以下四个方面的问题：
1)半桥电路和双管正激电路结构简单，成本低，但无法实现开关管的零电压开通和关断，不利于整流模块的小型化和高效率；
2)全桥电路可以实现开关管的零电压开通和关断，但结构复杂，成本高；
3)采用UC3842芯片控制的辅助电源，***元件较多，控制复杂，成本高，不利于实现整流模块的小型化和低成本控制；
4)通用电源滤波器无法使整流模块的电磁兼容性达到EN55022 B级标准。
本实用新型的发明内容
本实用新型目的
本实用新型目的在于提供一种适用于嵌入式通信电源***的高效48V/10A整流模块。
本实用新型的第二个目的在于提供一种体积小、效率高、电磁兼容性满足EN55022B级标准的48V/10A整流模块。
本实用新型技术方案
为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：高效48V/10A整流模块由整流器(1)、外壳(2)、风扇(3)、面板(4)组成，整流器(1)固定在外壳(2)上，风扇(3)安装在面板(4)上，面板(4)固定在外壳(2)上。
为了达到第二个目的，整流器(1)由电源滤波器(5)、有源功率因数校正器(6)、直流-直流变换器(7)、辅助电源(8)组成，其特征是电源滤波器(5)在整流器(1)的交流电源输入端，有源功率因数校正器(6)接在有源滤波器(5)之后，并与直流-直流变换器(7)连接。辅助电源(8)的输出与有源功率因数校正器(6)和直流-直流变换器(7)相连。
为了达到本实用新型的其它目的，直流-直流变换器(7)采用原边箝位不对称半桥电路，辅助电源(8)采用单片开关电源Top224。
本实用新型的附图
为了更好地说明本实用新型，下面通过附图予以详细说明。
附图1是本实用新型的结构图。
附图2是整流器的电气原理示意图。
附图3是原边箝位不对称半桥变换电路的电气原理示意图。
附图4是无钳位二极管时输出整流二极管上的电压波形图。
附图5是有钳位二极管时输出整流二极管上的电压波形图。
其中图号：
1：整流器； 2：外壳； 3：风扇；
4：面板； 5：电源滤波器； 6：有源功率因数校正器；
7：直流-直流变换器； 8：辅助电源； 9：高频电容C1；
10：变压器TR1； 11：箝位二极管D2； 12：箝位二极管D1；
13：谐振电感L1； 14：开关管Q1； 15：开关管Q2；
16：整流二极管D4； 17：滤波电感L2； 18：滤波电容C2；
19：整流二极管D3
本实用新型的具体实施方式
下面结合附图对本实用新型予以详细说明。
整流器(1)是一块完成装配的印刷线路板，通过螺钉安装在外壳(2)上，风扇(3)安装在面板(4)上，风扇(3)的出风口朝向整流器(1)，对整流器(1)上的散热片进行散热。交流输入电压首先经过电源滤波器(5)，消除电网噪声对有源功率因数校正器(6)和直流-直流变换器(7)的干扰，并防止有源功率因数校正器(6)和直流-直流变换器(7)在工作过程中产生的噪声馈回电网，干扰其它用电设备。有源功率因数校正器(6)将滤波后的交流电压整流变换为400V的直流电压，直流-直流变换器(7)将400V的直流电压隔离变换为48V直流电压输出，辅助电源(8)将400V直流电压隔离变换为低压直流，为有源功率因数校正器(6)和直流-直流变换器(7)的控制电路提供15V控制电源。
直流-直流变换器(7)采用原边箝位不对称半桥电路，由高频电容C1(9)、变压器TR1(10)、箝位二极管D2(11)、箝位二极管D1(12)、谐振电感L1(13)、开关管Q1(14)、开关管Q2(15)、整流二极管D4(16)、滤波电感L2(17)、滤波电容C2(18)、整流二极管D3(19)组成。开关管Q1(14)被控制导通后，箝位二极管D1(12)反偏，原边电流线性上升，开关管Q1(14)被控制关断后，原边电流维持不变，使开关管Q1(14)的寄生电容线性充电，开关管Q2(15)的寄生电容线性放电，使开关管Q1(14)实现零电压关断，变压器TR1(10)原边电压线性下降，当变压器TR1(10)原边电压降到零时，副边整流二极管D3(19)、D4(16)进入续流状态。开关管Q1(14)寄生电容电压继续上升，开关管Q2(15)寄生电容电压继续下降，当开关管Q2(15)寄生电容电压降至零时，开关管Q2(15)的反并联体二极管自然导通，原边电流迅速复位到零，开关管Q2(15)零电压开通。开关管Q2(15)导通后，副边整流二极管D3(19)、D4(16)仍处于续流阶段，原边电流沿反方向线性增加，换流结束后，变压器TR1(10)原边电压迅速建立，变压器TR1(10)匝间寄生电容加上反射到原边的整流二极管结电容与谐振电感L1(13)串联谐振，箝位二极管D2(13)导通，变压器TR1(10)的原边电压和整流二极管D3(19)上的电压被箝位，谐振过程结束后，箝位二极管D2(13)反偏。开关管Q2(15)导通结束后，原边电流维持不变，使开关管Q2(15)的寄生电容线性充电，开关管Q1(15)的寄生电容线性放电，使开关管Q2(15)实现零电压关断，变压器TR1(10)原边电压从负值线性上升，当变压器TR1(10)原边电压从负值上升到零时，副边整流二极管D3(19)、D4(16)进入续流状态。开关管Q2(15)寄生电容电压继续上升，开关管Q1(14)寄生电容电压继续下降，当开关管Q1(14)寄生电容电压降至零时，开关管Q1(14)的反并联体二极管自然导通，原边电流迅速复位到零，开关管Q1(14)零电压开通。开关管Q1(14)导通后，副边整流二极管D3(19)、D4(16)仍处于续流阶段，原边电流线性增加，续流结束后，变压器TR1(10)原边电压迅速建立，变压器TR1(10)匝间寄生电容加上反射到原边的整流二极管结电容与谐振电感L1(13)串联谐振，箝位二极管D1(11)导通，变压器TR1(10)的原边电压和整流二极管D4(16)上的电压被钳位，谐振过程结束后，箝位二极管D1(11)反偏。
原边箝位不对称半桥电路是本实用新型中实现高效率、低成本的关键部分，并且可明显降低副边整流二极管D3(19)、D4(16)上的尖峰电压和整流器的噪声指标，附图4是无箝位二极管时整流二极管上的电压波形图，附图5是有箝位二极管时整流二极管上的电压波形图，下表是箝位二极管对整流器噪声的影响。
| 测试项目 | 频段 | 无箝位二极管 | 有箝位二极管 |
| 峰-峰值噪声 | 0～100MHz | 160mV | 90mV |
| 电话恒重杂音 | 300～3400Hz | 1.2mV | 1.2mV |
| 宽频杂音 | 3.4～150kHz | 2.8mV | 2.1mV |
| 0.15～30MHz | 19mV | 14mV |
本实用新型有益效果
1)体积小，功率密度达到300mW/cm3，重1.6kg；
2)电磁兼容性满足EN55022 B级标准；
3)效率高，达到88％；
4)宽交流输入范围，变化范围达到90V～286V，适合用于嵌入式通信电源***。
Claims (5)
1.一种高效48V/10A整流模块，由整流器(1)、外壳(2)、风扇(3)、面板(4)组成，其特征是整流器(1)固定在外壳(2)上，风扇(3)安装在面板(4)上，面板(4)固定在外壳(2)上。
2.根据权利要求1所述的高效48V/10A整流模块，其中整流器(1)由电源滤波器(5)、有源功率因数校正器(6)、直流-直流变换器(7)、辅助电源(8)组成，其特征是电源滤波器(5)在整流器(1)的交流电源输入端，有源功率因数校正器(6)接在有源滤波器(5)之后，并与直流-直流变换器(7)连接，辅助电源(8)的输出与有源功率因数校正器(6)和直流-直流变换器(7)相连。
3.根据权利要求1所述的高效48V/10A整流模块，其特征是电源滤波器(5)由两级滤波电路组成。
4.根据权利要求1所述的高效48V/10A整流模块，其特征是直流-直流变换器(7)采用原边箝位不对称半桥电路，该电路电气原理示意图见附图3。
5.根据权利要求1所述的高效48V/10A整流模块，其特征是辅助控制电源(8)采用单片开关电源Top224。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU032730837U CN2706954Y (zh) | 2003-07-01 | 2003-07-01 | 一种高效48v/10a整流模块 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CNU032730837U CN2706954Y (zh) | 2003-07-01 | 2003-07-01 | 一种高效48v/10a整流模块 |
Publications (1)
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| CN2706954Y true CN2706954Y (zh) | 2005-06-29 |
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| CNU032730837U Expired - Fee Related CN2706954Y (zh) | 2003-07-01 | 2003-07-01 | 一种高效48v/10a整流模块 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN2706954Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102710138A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-10-03 | 西安爱科赛博电气股份有限公司 | 宽范围zvs低输出谐波直流变换器 |
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2003
- 2003-07-01 CN CNU032730837U patent/CN2706954Y/zh not_active Expired - Fee Related
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