一种大功率开关电源降压电路

摘要

本发明涉及一种大功率开关电源降压电路。现有的降压电路在压差过大的情况下容易产生很大的电流脉冲，破坏系统的稳定性。本发明包括前级电流滤波电路、一级降压电路、二极管D、二级降压电路和两个反馈电路；前级电流滤波电路的一端与直流输入电压的正极连接，一级降压电路与一个反馈电路并联后的一端与前级电流滤波电路的另一端连接，并联后的另一端与二极管D的阳极连接；二级降压电路与另一个反馈电路并联后的一端与二极管D的阴极连接，另一端作为电压输出端；两个反馈电路采用完全相同的电路结构。本发明利用两级连续降压，突破了压差过大的屏障，可以将高压直流电压稳定、高效、精确、安全地进行降压。

主权项

一种大功率开关电源降压电路，其特征在于该电路包括前级电流滤波电路、一级降压电路、二极管D、二级降压电路和两个反馈电路；前级电流滤波电路的一端与直流输入电压的正极连接，一级降压电路与一个反馈电路并联后的一端与前级电流滤波电路的另一端连接，并联后的另一端与二极管D的阳极连接；二级降压电路与另一个反馈电路并联后的一端与二极管D的阴极连接，另一端作为电压输出端；具体电路如下：前级电流滤波电路包括前级滤波电感L41、第一滤波电容C41、第二滤波电容C42、第三滤波电容C43；滤波电感L41的一端与直流输入电压的正极连接，第一滤波电容C41、第二滤波电容C42和第三滤波电容C43串联后的负端接地，串联后的正端与前级滤波电感L41的另一端连接；一级降压电路包括一级绝缘栅双极型晶体管Q11、一级反向二极管D11、一级续流二极管D12、一级储能电感L11、一级滤波电感L12、一级第一滤波电容C11、一级第二滤波电容C12、一级第三滤波电容C13、一级第四滤波电容C14；一级反向二极管D11的阴极与一级绝缘栅双极型晶体管Q11的集电极以及前级滤波电感L41的另一端连接，一级反向二极管D11的阳极、一级续流二极管D12的阴极、一级储能电感L11的一端均与一级绝缘栅双极型晶体管Q11的发射极连接，一级续流二极管D12的阳极接地；一级第一滤波电容C11与一级第二滤波电容C12串联后的正端与一级储能电感L11的另一端以及一级滤波电感L12的一端连接，串联后的负端接地；一级第三滤波电容C13与一级第四滤波电容C14串联后的正端与一级滤波电感L12的另一端以及二极管D的阳极连接，串联后的负端接地；二级降压电路包括二级绝缘栅双极型晶体管Q21、二级反向二极管D21、二级续流二极管D22、二级储能电感L21、二级滤波电感L22、二级第一滤波电容C21、二级第二滤波电容C22；二级反向二极管D21的阴极与二级绝缘栅双极型晶体管Q21的集电极以及二极管D的阴极连接，二级反向二极管D21的阳极、二级续流二极管D22的阴极、二级储能电感L21的一端均与二级绝缘栅双极型晶体管Q21的发射极连接，二级续流二极管D22的阳极接地；二级第一滤波电容C21的正端、二级滤波电感L22的一端与二级储能电感L21的另一端连接， 二级第一滤波电容C21的负端接地；二级第二滤波电容C22的正端与二级滤波电感L22的另一端连接，作为电压输出端，二级第二滤波电容C22的负端接地；反馈电路包括温度反馈调节电路、电压采样电路、PWM产生电路、IGBT驱动电路、输出电压辅助反馈调节电路；所述的温度反馈调节电路包括热敏电阻RT1、第一电位器RP1、第一运算放大器U1、第一MOS场效应管Q311、第一分压电阻R311、第一上拉电阻R312、第一反馈滤波电容C311、第二反馈滤波电容C312；热敏电阻RT1放置在一级降压电路或二级降压电路的电路板上，热敏电阻RT1的一端接+15V辅助电源，第一分压电阻R311与第一反馈滤波电容C311并联后的一端与热敏电阻RT1的另一端以及第一运算放大器U1的反相输入端连接，并联后的另一端接地；第一电位器RP1的滑动端和第二反馈滤波电容C312的一端与第一运算放大器U1的同相输入端连接，第一电位器RP1的一个固定端接+15V辅助电源，第一电位器RP1的另一个固定端、第二反馈滤波电容C312的另一端、第一运算放大器U1的负电源端接地，第一运算放大器U1的正电源端以及第一上拉电阻R312的一端接+15V辅助电源，第一上拉电阻R312的另一端和第一运算放大器U1的输出端与第一MOS场效应管Q311的栅极连接，第一MOS场效应管Q311的源极接地，当热敏电阻RT1的阻值大于第一电位器RP1的设定值时，第一MOS场效应管Q311的漏极和源极之间导通，此时三极管Q341关断；所述的电压采样电路包括第一电阻R321、第二电阻R322、霍尔电压传感器U2；第一电阻R321的一端与一级降压电路或二级降压电路的电压输出端连接，第一电阻R321的另一端与霍尔电压传感器U2的1脚连接，霍尔电压传感器U2的2脚接地，霍尔电压传感器U2的4脚接+15V辅助电源、5脚接‑15V辅助电源，霍尔电压传感器U2的3脚与第二电阻R322的一端连接，第二电阻R322的另一端接地；所述的PWM产生电路包括精密稳压管U3、脉宽调制器SG3525AN、保险丝F1、第一电容C331、第二电容C332、第三电容C333、第一电解电容C334、第三电阻R331、第四电阻R332、第五电阻R333、第六电阻R334、第七电阻R335、第八电阻R336、第九电阻R337、第十电阻R338、第十一电阻R339；精密稳压管U3的1脚通过保险丝F1与霍尔电压传感器U2的3脚连接，精密稳压管U3的3脚与第三电阻R331的一端、第四电阻R332的一端和第一电容C331的一端连接，第三电阻R331的另一端接+15V辅助电源，精密稳压管U3的2脚和第一 电容C331的另一端接地；脉宽调制器SG3525AN的16脚与第六电阻R334的一端连接，第六电阻R334的另一端、第四电阻R332的另一端、第五电阻R333的一端均与脉宽调制器SG3525AN的2脚连接，第五电阻R333的另一端接地；脉宽调制器SG3525AN的6脚与第七电阻R335的一端连接，第七电阻R335的另一端接地；脉宽调制器SG3525AN的7脚与第八电阻R336的一端连接，第八电阻R336的另一端、第二电容C332的一端与脉宽调制器SG3525AN的5脚连接；脉宽调制器SG3525AN的1脚与第九电阻R337的一端连接，第九电阻R337的另一端和第三电容C333的一端与脉宽调制器SG3525AN的9脚连接，脉宽调制器SG3525AN的12脚、第二电容C332的另一端、第三电容C333的另一端接地；脉宽调制器SG3525AN的13和15脚接+15V辅助电源，脉宽调制器SG3525AN的14脚与第十电阻R338的一端连接，脉宽调制器SG3525AN的8脚与第一电解电容C334的正极连接，脉宽调制器SG3525AN的10脚与第十一电阻R339的一端连接，第一电解电容C334的负极、第十一电阻R339的另一端接地；所述的IGBT驱动电路包括IGBT驱动芯片M57959、三极管Q341、第一二极管D341、第二二极管D342、第二电解电容C341、第三电解电容C342、第十二电阻R341、第十三电阻R342、第十四电阻R343；第一二极管D341的阳极和第二二极管D342的阴极与IGBT驱动芯片M57959的1脚连接，第一二极管D341的阴极与一级绝缘栅双极型晶体管Q11或二级绝缘栅双极型晶体管Q21的集电极连接，第二二极管D342的阳极、第二电解电容C341的负极以及IGBT驱动芯片M57959的6脚接‑10V辅助电源，一级绝缘栅双极型晶体管Q11或二级绝缘栅双极型晶体管Q21的发射极与第二电解电容C341的正极以及第三电解电容C342的负极连接并接地；第三电解电容C342的正极和IGBT驱动芯片M57959的4脚接+15V辅助电源，IGBT驱动芯片M57959的5脚与第十二电阻R341的一端连接，第十二电阻R341的另一端与一级绝缘栅双极型晶体管Q11或二级绝缘栅双极型晶体管Q21的基极连接；IGBT驱动芯片M57959的13脚与三极管Q341的集电极和第十三电阻R342的一端连接，第十三电阻R342的另一端接+15V辅助电源，三极管Q341的基极与第十电阻R338的另一端连接，三极管Q341的发射极接地；IGBT驱动芯片M57959的14脚与第十四电阻R343的一端连接，第十四电阻R343的另一端接+15V辅助电源；所述的输出电压辅助反馈调节电路包括光耦U4、第二电位器RP2、第二运算放大器U5、第二MOS场效应管Q351、第四电容C351、第五电容C352、第十 五电阻R351、第十六电阻R352、第十七电阻R353、第十八电阻R354；光耦U4的1脚与霍尔电压传感器U2的1脚连接、2脚与霍尔电压传感器U2的2脚连接，光耦U4的3脚与第十六电阻R352的一端连接、4脚与第十五电阻R351的一端连接，第十五电阻R351的另一端接+15V辅助电源；第十六电阻R352的另一端、第十七电阻R353的一端、第五电容C352的一端与第二运算放大器U5的同相输入端连接，第四电容C351的一端与第二运算放大器U5的反相输入端连接，第二电位器RP2的滑动端接地；第二MOS场效应管Q351的栅极以及第十八电阻R354的一端与第二运算放大器U5的输出端连接，第二运算放大器U5的正电源端、第十八电阻R354的另一端、第二电位器RP2的一个固定端接+15V辅助电源，第四电容C351的另一端以及第二电位器RP2的另一个固定端接地；第二MOS场效应管Q351的漏极与三极管Q341的基极连接，第十七电阻R353的另一端、第五电容C352的另一端、第二运算放大器U5的负电源端、第二MOS场效应管Q351的源极接地。