[發(fā)明專利]反激式無光耦厚膜DC/DC開關(guān)電源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410740378.5
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104362857A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程信羲
• 申請（專利權(quán)）人: 程信羲
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)，具體是涉及反激式無光耦厚膜DC/DC開關(guān)電源。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)反激式DC/DC開關(guān)電源多采用光電耦合器作為隔離及控制反饋元件。眾所周知，光電耦合器是由發(fā)光二極管和光電三極管(或二極管)通過固定封裝而成，其耦合效率易受到溫度及時間影響。

光電耦合器經(jīng)高溫壽命試驗后，會導致開關(guān)電源指標嚴重超差、甚至失效，因此嚴重影響電源可靠性。

另一種比較有效的解決方法是采用副邊磁反饋隔離及控制電路，例如中國實用新型專利申請?zhí)枺?01020662274.4公布的技術(shù)方案，但是這樣又會增加電路的復雜性、增大體積及增加成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種激式無光耦厚膜DC/DC開關(guān)電源，克服了光電耦合器的高溫壽命缺點，避免副邊磁隔離反饋的復雜性、體積及成本的困擾，又能夠具有電路簡單、輸出特性好、動態(tài)響應(yīng)快、金屬氣密封裝、散熱好、可靠性高的特點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：反激式無光耦厚膜DC/DC開關(guān)電源，包括覆銅Al₂O₃陶瓷基板、SMT元器件、雙列直插式金屬氣密封裝外殼，所述雙列直插式金屬氣密封裝外殼錫焊焊接于覆銅Al₂O₃陶瓷基板背面，SMT元器件錫焊焊接于覆銅Al₂O₃陶瓷基板正面；所述雙列直插式金屬氣密封裝外殼內(nèi)部設(shè)有空腔，空腔內(nèi)填充有惰性氣體，雙列直插式金屬氣密封裝外殼底面設(shè)置有引腳；所述覆銅Al₂O₃陶瓷基板上設(shè)有反激式無光耦DC/DC電路。

所述覆銅Al₂O₃陶瓷基板既有Al₂O₃陶瓷的高導熱性、高抗壓強度、高絕緣性、低熱阻、與金屬氣密封裝外殼良好的熱膨脹系數(shù)匹配，又具有銅導體的高載流能力、圖形加工的簡便性。

所述雙列直插式金屬氣密封裝外殼，引腳呈雙列直插從殼體底面引出，適合于插入式安裝，并為內(nèi)部電路提供輸入/輸出/功能控制引腳；與覆銅Al₂O₃陶瓷基板結(jié)合，為反激式無光耦開關(guān)電路提供低熱阻的導熱通道及絕緣界面，將開關(guān)電源耗能所產(chǎn)生的熱量迅速傳導至外殼，從而降低器件本身的結(jié)溫；惰性氣體充填的雙列直插式金屬氣密封裝外殼為SMT元器件提供一個無氧氣和水汽的環(huán)境，減小氧化及腐蝕對SMT元器件壽命的影響，從而進一步提高了電源可靠性。

所述輸入濾波電路用于濾除輸入電壓和反射電壓中的紋波，為其它電路部分提供平滑電壓，為變壓器提供轉(zhuǎn)換能量。

所述基準電路集成電路芯片N1內(nèi)部邏輯電路、控制電路提供一個高精度的電壓基準。

所述軟啟動及過欠壓電路為內(nèi)部電路提供高精度的參考電壓基準，并對輸入電壓幅值進行門限判斷，當輸入電壓值達到設(shè)定的幅值后通過軟啟動電路開啟其它電路工作。

所述原邊反饋電流補償及溫度補償電路對變壓器T1回饋的輸出電壓過零點進行取樣比較，并通過三個可外部調(diào)整的電阻對調(diào)頻調(diào)寬及驅(qū)動電路進行控制。

所述調(diào)頻調(diào)寬及驅(qū)動電路通過變換驅(qū)動頻率及導通時間長短，使輸出電壓滿足設(shè)定的要求。

所述電流限制電路在出現(xiàn)輸出功率過載或輸出短路時關(guān)斷驅(qū)動電路，以保護電源不受損傷。

所述輸出整流濾波電路將變壓器T1輸出的交流方波整流濾波后變換成平滑的直流電壓輸出，從而達到直流/直流能量轉(zhuǎn)換的目的。

進一步的，所述雙列直插式金屬氣密封裝外殼選用帶有6根引腳的27.1×27.1×8雙列直插式平行縫焊金屬外殼。

進一步的，所述反激式無光耦DC/DC電路包括輸入濾波電路C1、基準電路、軟啟動及過欠壓電路、原邊反饋電流補償及溫度補償電路、調(diào)頻調(diào)寬及驅(qū)動電路、電流限制電路、功率傳輸、輸出整流濾波電路。

進一步的，所述基準電路、軟啟動及過欠壓電路、原邊反饋電流補償及溫度補償電路、調(diào)頻調(diào)寬及驅(qū)動電路、電流限制電路集成在專有集成電路芯片N1內(nèi)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：

(1)可靠性提高：電源中無光電耦合器，也就沒有由此而帶來的高溫失效模式和時間失效模式，可靠性指標得以極大地提高，同時，由于減少了SMT元器件數(shù)量，也間接地提高了可靠性指標；