用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件，包括有輸入保護(hù)電路1，反激式DC/DC變換電路2，推挽式DC/DC變換電路3，降壓式DC/DC變換電路4相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體。輸入保護(hù)電路包括浪涌抑制電路11，反接保護(hù)電路12，欠壓保護(hù)電路13，過流及過壓保護(hù)電路14；反激式DC/DC變換電路包括脈寬調(diào)制及限流電路21，反激變壓器繞組22；推挽式DC/DC變換電路包括脈寬調(diào)制及限流電路31，推挽式變壓器繞組32。采用單個(gè)芯片做過流、過壓、欠壓保護(hù)，使保護(hù)電路簡(jiǎn)單有效；采用低壓差線性穩(wěn)壓器進(jìn)一步穩(wěn)壓，減小對(duì)其它模件的干擾，具有設(shè)計(jì)合理、電壓輸出穩(wěn)定、電磁兼容性好、電源轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高等特點(diǎn)。
【專利說明】用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源模件，特別是一種用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通信技術(shù)近年來的飛速發(fā)展，無(wú)線通信設(shè)備正朝著性能更加優(yōu)越，功能更加多樣化，體積更加小型化的方向不斷進(jìn)步，同時(shí)對(duì)其可靠性和電磁兼容性的要求也越來越高，而設(shè)備中的供電電源性能的優(yōu)劣，直接影響著整個(gè)通信設(shè)備的關(guān)鍵性能指標(biāo)、可靠性以及電磁兼容能力，所以電源在無(wú)線通信設(shè)備中的地位是不容忽視的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了適應(yīng)無(wú)線通信設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，而提供的一種電壓輸出穩(wěn)定、對(duì)其它模件干擾小、電磁兼容性好、電源轉(zhuǎn)換效率高的用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件，包括有輸入保護(hù)電路I，反激式DC/DC變換電路2，推挽式DC/DC變換電路3和降壓式DC/DC變換電路4，共4部分相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體，其中:
[0006]所述輸入保護(hù)電路1，又包括浪涌抑制電路11，反接保護(hù)電路12，欠壓保護(hù)電路13，過流及過壓保護(hù)電路14 ;用以抑制浪涌電壓，為電路提供反極性保護(hù)，在輸入電壓過壓、欠壓或過流與短路時(shí)切斷供電以防止可能發(fā)生的器件損壞，確保正常供電；
[0007]所述反激式DC/DC變換電路2，又包括脈寬調(diào)制及限流電路21，反激變壓器繞組22 ;用以產(chǎn)生電路所需的4路電壓即Vol、Vo2、Vo3、Vo4 ；
[0008]所述推挽式DC/DC變換電路3，又包括脈寬調(diào)制及限流電路31，推挽式變壓器繞組32 ;用以產(chǎn)生電路所需的I路電壓即Vo5 ；
[0009]所述降壓式DC/DC變換電路4，又包括BUCK拓?fù)浣祲弘娐?1 ;用以產(chǎn)生電路所需的I路電壓即Vo6。
[0010]本實(shí)用新型的基本設(shè)計(jì)思想包括三個(gè)方面:輸入保護(hù)電路設(shè)計(jì)、DC/DC變換電路設(shè)計(jì)和電磁屏蔽及結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)。
[0011]1、輸入保護(hù)電路設(shè)計(jì):設(shè)置一級(jí)電壓浪涌抑制器和反接保護(hù)電路，消除輸入浪涌尖峰對(duì)模件的干擾；選用LTC4356-3進(jìn)行輸入的過壓、欠壓、過流保護(hù)。過壓、欠壓及過流的值均可設(shè)置。當(dāng)出現(xiàn)過流或短路時(shí)，可關(guān)斷芯片輸出，排除故障后，重新上電可正常輸出。
[0012]反接保護(hù)采用在外部負(fù)極同電源模件的地信號(hào)串接NM0SFET的方式，在實(shí)現(xiàn)反接功能的同時(shí)，巧妙的解決了通信設(shè)備外部及內(nèi)部的地信號(hào)隔離問題，在處于供電正負(fù)極反接條件下，設(shè)備不上電，同時(shí)外部供電系統(tǒng)依然能正常工作。
[0013]2、DC/DC變換電路設(shè)計(jì):包括反激式DC/DC變換電路、推挽式DC/DC變換電路、降壓式DC/DC變換電路。選用UC2845電流型PWM控制芯片搭建反激多路DC/DC變換器，工作頻率可人為調(diào)整，為通信設(shè)備供給多種直流電壓。該系統(tǒng)具有快速瞬態(tài)響應(yīng)及高可靠性，同時(shí)具有高電壓輸出精度和內(nèi)置限流保護(hù)功能；選用LT1129IST5對(duì)反激式DC/DC變換電路的一路重要的輸出輔助輸出進(jìn)一步穩(wěn)壓，穩(wěn)定電壓的同時(shí)亦減小反激式DC/DC變換電路的輸出對(duì)其它模件的干擾；選用另一款電流型PWM控制芯片UC2825，搭建一路推挽式DC/DC變換電路，可為設(shè)備提供一路負(fù)載耗流重的負(fù)電壓輸出，該模式體積小，效率高，功率器件的承受的應(yīng)力輕；選用LT1074降壓式DC/DC變換器，該變換器工作頻率為100kHz，輸入輸出共地，可以提供輸出電壓10?20V，且高達(dá)5A電流輸出能力，保證通信設(shè)備主供電的使用需要。
[0014]3、電磁屏蔽及結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì):在整體設(shè)計(jì)上，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工藝方法，在模件側(cè)面上安裝有經(jīng)過仿真熱設(shè)計(jì)的有效散熱塊，對(duì)模件上功耗較大的功率器件進(jìn)行散熱處理。在整體安裝和印制板信號(hào)連接上采用最佳屏蔽隔離、接地、去耦和濾波等措施，防止信號(hào)輻射、串?dāng)_；選用TDK RM型磁芯繞制變壓器，在保證低電磁輻射的前提下，提高散熱性能；選用低功耗工業(yè)極集成電路、晶體管器件，嚴(yán)格篩選，進(jìn)行限額配比使用，提高容差設(shè)計(jì)水平；同時(shí)采用表面貼裝技術(shù)和多層印制板技術(shù)，從而有效的提高技術(shù)性能指標(biāo)。
[0015]本實(shí)用新型的工作過程是:電源模件由外部輸入直流電壓VIN (20?30V)經(jīng)過LT4356-3檢測(cè)輸出產(chǎn)生跟隨VOUT直流輸出，同時(shí)完成過壓、過流和反接保護(hù)，VOUT經(jīng)濾波后作為其他 DC/DC 的輸入，分別產(chǎn)生 200V、15V、5V、-15V、3.3VU2.5V 即 Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6共6路電壓輸出，為通信設(shè)備其他各模件供電。
[0016]總之，本實(shí)用新型采用單片芯片實(shí)現(xiàn)欠壓、過壓及過流保護(hù)，是保護(hù)電路簡(jiǎn)單可靠；使用場(chǎng)效應(yīng)管做反接保護(hù)，使電源模件的輸入地和輸出地隔離；采用推挽式DC/DC變換電路為設(shè)備提供一路負(fù)載耗流重的負(fù)電壓輸出；采用反激多路DC/DC變換器為輕載電壓供電，對(duì)比較重要的供電電壓，使用低壓差線性穩(wěn)壓器進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓，同時(shí)減少對(duì)其它模件的干擾；對(duì)每一路輸出電壓均做η型濾波處理以減小紋波干擾；對(duì)于消耗功率較大的器件，散熱片擴(kuò)大其散熱面積，提高工作的可靠性。通過以上措施，實(shí)現(xiàn)了一種可供移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備使用的中功率電源模件，具有具有設(shè)計(jì)合理、電壓輸出穩(wěn)定、電磁兼容性好、電源轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1本實(shí)用新型原理框圖
[0018]圖2本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖中符號(hào)說明:
[0020]I是輸入保護(hù)電路，
[0021]2是反激式DC/DC變換電路，
[0022]3是推挽式DC/DC變換電路，
[0023]4是降壓式DC/DC變換電路。
[0024]11是浪涌抑制電路，
[0025]12是反接保護(hù)電路，
[0026]13是欠壓保護(hù)電路，
[0027]14是過流及過壓保護(hù)電路，
[0028]21是脈寬調(diào)制及限流電路，
[0029]22是反激變壓器繞組
[0030]31是脈寬調(diào)制及限流電路
[0031]32是推挽式變壓器繞組。

【具體實(shí)施方式】
[0032]請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，為本實(shí)用新型具體實(shí)施例。
[0033]結(jié)合圖1和圖2可見:本實(shí)用新型包括有輸入保護(hù)電路1，反激式DC/DC變換電路2，推挽式DC/DC變換電路3，降壓式DC/DC變換電路4，共4部分相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體，其中:
[0034]所述輸入保護(hù)電路(I)，又包括浪涌抑制電路(11)，反接保護(hù)電路(12 )，欠壓保護(hù)電路(13)，過流及過壓保護(hù)電路(14)，電源保護(hù)芯片Ul ;且:
[0035]外部電源正負(fù)極(VIN、GND_IN)通過引線端子接入電源模件，瞬態(tài)抑制管D1、電阻R1、R3、R4、穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極與電源保護(hù)芯片Ul的第5腳相連接，接到電源正極；
[0036]場(chǎng)效應(yīng)管Vl的漏極與瞬態(tài)抑制管Dl相連接，接電源的負(fù)極；
[0037]場(chǎng)效應(yīng)管Vl的柵極與電阻R1、穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極相連接；
[0038]場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極、穩(wěn)壓二極管D2的正極與電阻R2相連接，接到地；
[0039]電阻R2、穩(wěn)壓二極管D3的正極與電源保護(hù)芯片Ul的第6腳相連接；
[0040]電阻R3、場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極與電源保護(hù)芯片Ul的第4腳相連接；
[0041]場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極與電源保護(hù)芯片Ul的第3腳相連接；
[0042]電阻R4與電源保護(hù)芯片Ul的第I腳相連接；
[0043]電源保護(hù)芯片Ul的第I腳經(jīng)過電阻R5接到地。
[0044]所述反激式DC/DC變換器電路(2 )，又包括脈寬控制及限流電路(21)，反激變壓器繞組(22)，脈寬控制芯片U2，低壓差線性穩(wěn)壓芯片U3，場(chǎng)效應(yīng)管V3 ;且:
[0045]反激變壓器Tl的第1、2腳與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極相連接；
[0046]反激變壓器Tl的第5、6腳與場(chǎng)效應(yīng)管V3的漏極相連接；
[0047]場(chǎng)效應(yīng)管V3的柵極與脈寬控制芯片U2的第6腳相連接；
[0048]場(chǎng)效應(yīng)管V3的源極、電阻R6與脈寬控制芯片U2的第3腳相連接，電阻R6的另一端接地；
[0049]反激變壓器Tl的第8腳與二極管D4的正極相連接；
[0050]反激變壓器Tl的第9腳與二極管D5的正極相連接；
[0051]反激變壓器Tl的第10腳與二極管D6的正極相連接；
[0052]反激變壓器Tl的第11腳與二極管D7的負(fù)極相連接；
[0053]二極管D4的負(fù)極與儲(chǔ)能電容Cl相連；
[0054]二極管D5的負(fù)極與儲(chǔ)能電容C2相連；
[0055]二極管D6的負(fù)極、儲(chǔ)能電容C3與低壓差線性穩(wěn)壓器相連；
[0056]二極管D7的正極與儲(chǔ)能電容C4相連；
[0057]儲(chǔ)能電容C1、C2、C3、C4的另一端接地。
[0058]所述推挽式DC/DC變換電路(3 )，又包括脈寬控制及限流電路(31)，推挽式變壓器繞組(32)，脈寬控制芯片U4，場(chǎng)效應(yīng)管￥4、￥5，二極管對(duì)08 ;且:
[0059]推挽變壓器T2的第5、6腳與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極相連接；
[0060]推挽變壓器T2的第1、2腳與場(chǎng)效應(yīng)管V4的漏極相連接；
[0061]推挽變壓器T2的第3、4腳與場(chǎng)效應(yīng)管V5的漏極相連接；
[0062]場(chǎng)效應(yīng)管V4的柵極與脈寬控制芯片U4的第11腳相連接；
[0063]場(chǎng)效應(yīng)管V5的柵極與脈寬控制芯片U4的第14腳相連接；
[0064]場(chǎng)效應(yīng)管V4的漏極、V5的漏極、電阻R7與脈寬控制芯片U4的第9腳相連接電阻R7的另一端接地；
[0065]推挽變壓器T2的第7、8腳與二極管對(duì)D8的第2腳相連接；
[0066]推挽變壓器T2的第11、12腳與二極管對(duì)D8的第3腳相連接；
[0067]二極管對(duì)D8的第I腳經(jīng)過電感Lel到地；
[0068]推挽變壓器T2的第9、10腳與儲(chǔ)能電容C5相連，儲(chǔ)能電容C5的另一端接地。
[0069]所述降壓式DC/DC變換電路(4)，又包括降壓式DC/DC變換芯片U5 ;且:
[0070]降壓式DC/DC變換芯片U5的第I腳、電容C7與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極相連接，電容C7的另一端接地；
[0071]二極管D9的負(fù)極、降壓式DC/DC變換芯片U5的第2腳經(jīng)過電感Le2與電阻R8，儲(chǔ)能電容C6相連接；
[0072]降壓式DC/DC變換芯片U5的第5腳與電阻R8經(jīng)過電阻R9與地相連接；
[0073]二極管D9的正極與儲(chǔ)能電容C6相連接至地。
[0074]值得說明的是，本實(shí)用新型選用的主要元器件型號(hào)依次為:D1為SMAJ48CA，D2為 MMSZ5243BT1, D3 為 MMSZ5250BT1, D4 為 1N4973, D5 為 MBRSl 100T3, D6 為 MBRS140T3,D7 為 MBRSl 100T3, D8 為 DSSK28-0045B，D9 為 MBRD835L, Vl 為 IRFB4110ZGPBF, V2 為IRFB4110ZGPBF,V3 為 IRF540NS,V4 為 FQP46N15，V5 為 FQP46N15，U1 為 LT4356IMS-3,U2 為UC2845BDLU3 為 LT1129IST5，U4 為 UC2825DW，U5 為 LT1074IT7，其余為工業(yè)級(jí)元器件及精工加工自制件。
[0075]以上實(shí)施例，僅為本實(shí)用新型的的較佳實(shí)施而已，用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)特征和可實(shí)施性；同時(shí)以上描述，對(duì)于熟知本【技術(shù)領(lǐng)域】的專業(yè)人士應(yīng)可明了并加以實(shí)施，因此，其它在未脫離本實(shí)用新型所揭示的前提下所完成的等效的改變或修飾，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件，包括有輸入保護(hù)電路(1)，反激式DC/DC變換電路(2 )，推挽式DC/DC變換電路(3 )，降壓式DC/DC變換電路(4 )相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體，其特征是:所述輸入保護(hù)電路(1)，又包括浪涌抑制電路(11)，反接保護(hù)電路(12)，欠壓保護(hù)電路(13)，過流及過壓保護(hù)電路(14)，電源保護(hù)芯片Ul ;且: 外部電源正負(fù)極(VIN、GND_IN)通過引線端子接入電源模件，瞬態(tài)抑制管D1、電阻R1、R3、R4、穩(wěn)壓二極管D3的負(fù)極與電源保護(hù)芯片Ul的第5腳相連接，接到電源正極； 場(chǎng)效應(yīng)管Vl的漏極與瞬態(tài)抑制管Dl相連接，接電源的負(fù)極； 場(chǎng)效應(yīng)管Vl的柵極與電阻R1、穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管Vl的源極、穩(wěn)壓二極管D2的正極與電阻R2相連接，接到地； 電阻R2、穩(wěn)壓二極管D3的正極與電源保護(hù)芯片Ul的第6腳相連接； 電阻R3、場(chǎng)效應(yīng)管V2的漏極與電源保護(hù)芯片Ul的第4腳相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管V2的柵極與電源保護(hù)芯片Ul的第3腳相連接； 電阻R4與電源保護(hù)芯片Ul的第I腳相連接； 電源保護(hù)芯片Ul的第I腳經(jīng)過電阻R5接到地。
2.如權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件，其特征是: 所述反激式DC/DC變換器電路(2 )，又包括脈寬控制及限流電路(21)，反激變壓器繞組(22)，脈寬控制芯片U2，低壓差線性穩(wěn)壓芯片U3，場(chǎng)效應(yīng)管V3 ;且: 反激變壓器Tl的第1、2腳與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極相連接； 反激變壓器Tl的第5、6腳與場(chǎng)效應(yīng)管V3的漏極相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管V3的柵極與脈寬控制芯片U2的第6腳相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管V3的源極、電阻R6與脈寬控制芯片U2的第3腳相連接，電阻R6的另一端接地； 反激變壓器Tl的第8腳與二極管D4的正極相連接； 反激變壓器Tl的第9腳與二極管D5的正極相連接； 反激變壓器Tl的第10腳與二極管D6的正極相連接； 反激變壓器Tl的第11腳與二極管D7的負(fù)極相連接； 二極管D4的負(fù)極與儲(chǔ)能電容Cl相連； 二極管D5的負(fù)極與儲(chǔ)能電容C2相連； 二極管D6的負(fù)極、儲(chǔ)能電容C3與低壓差線性穩(wěn)壓器相連； 二極管D7的正極與儲(chǔ)能電容C4相連； 儲(chǔ)能電容C1、C2、C3、C4的另一端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件，其特征是: 所述推挽式DC/DC變換電路(3 )，又包括脈寬控制及限流電路(31)，推挽式變壓器繞組(32)，脈寬控制芯片U4，場(chǎng)效應(yīng)管V4、V5，二極管對(duì)D8 ;且: 推挽變壓器T2的第5、6腳與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極相連接； 推挽變壓器T2的第1、2腳與場(chǎng)效應(yīng)管V4的漏極相連接； 推挽變壓器T2的第3、4腳與場(chǎng)效應(yīng)管V5的漏極相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管V4的柵極與脈寬控制芯片U4的第11腳相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管V5的柵極與脈寬控制芯片U4的第14腳相連接； 場(chǎng)效應(yīng)管V4的漏極、V5的漏極、電阻R7與脈寬控制芯片U4的第9腳相連接電阻R7的另一端接地； 推挽變壓器T2的第7、8腳與二極管對(duì)D8的第2腳相連接； 推挽變壓器T2的第11、12腳與二極管對(duì)D8的第3腳相連接； 二極管對(duì)D8的第I腳經(jīng)過電感Lel到地； 推挽變壓器T2的第9、10腳與儲(chǔ)能電容C5相連，儲(chǔ)能電容C5的另一端接地。
4.如權(quán)利要求1所述的用于移動(dòng)式無(wú)線通信設(shè)備的中功率電源模件，其特征是: 所述降壓式DC/DC變換電路(4)，又包括降壓式DC/DC變換芯片U5 ;且: 降壓式DC/DC變換芯片U5的第I腳、電容C7與場(chǎng)效應(yīng)管V2的源極相連接，電容C7的另一端接地； 二極管D9的負(fù)極、降壓式DC/DC變換芯片U5的第2腳經(jīng)過電感Le2與電阻R8，儲(chǔ)能電容C6相連接； 降壓式DC/DC變換芯片U5的第5腳與電阻R8經(jīng)過電阻R9與地相連接； 二極管D9的正極與儲(chǔ)能電容C6相連接至地。
【文檔編號(hào)】H02M3/337GK204068689SQ201420418048
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】馬紅春, 胡波, 黃祥, 余華慶, 白瑞峰, 侯國(guó)富, 白敏 , 黃宏兵, 夏宇, 徐靜, 夏蓉, 鄒伶俐, 黃凌敏 申請(qǐng)人:武漢中元通信股份有限公司