[發明專利]一種電源轉換器模塊

在審

• 申請號: 201710012601.8
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106787840A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 謝先智;曾國強;陳敏;馮錦根
• 申請（專利權）人: 廈門賽特勒磁電有限公司
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種電源轉換器模塊，尤其涉及一種可以檢測交變信號正負相位過零點檢測功能的電源轉換器模塊。

背景技術

隨著開關電源技術的不斷成熟和普及，其應用領域也越來越廣，從1947年底晶體管問世，電源技術大約經歷幾個大的技術更新和換代，從20世紀60年代末開始，高耐壓，大電源的雙極型電子晶體管（亦稱巨型晶體管，BJT、GTR）的出現，使得采用高工作頻率的開關電源成為可能，在此階段，工作在非典型開關狀態的線性電源（Linear power supply）成為主流，得到廣泛應用，但線性電源固有的體積大，質量重，效率低的缺點，促使真正意義上的第一代開關電源技術迅速發展，到20世紀70年代，開關頻率終于突破了人耳聽覺極限的20kHz,，主要以自激式振蕩開關電源RCC（Ringing Choke convertor）為代表的第一代開關電源滿足了市場的大部份需求，但分立元件固有的參數離散性，導致模塊的性能穩定性和一致性受到很大局限，同時產品功率無法進一步提高，為了解決RCC電源技術的缺點，以脈寬調節技術PWM（Pulse Width Modulation）為核心的芯片集成技術的產生促進了第二代硬開關電源技術的迅速發展，此階段，各種電源拓撲技術不斷涌現，模塊功率進一步提升，工作頻率進一步提高，體積卻進一步減少，穩定性也更好，到20世紀80年代，隨著軟開關技術的研究成果的不斷突破，采用準諧振技術QR（quasi-resonant ）為代表的零電壓和零電流開關電路代表了第三代開關電源技術，此技術特點為開關狀態接近軟開關，所以電源工作頻率可以達到MHz以上，轉換效率更高，轉換功率進一步提升，體積可以做到更小，在準諧振技術基礎上，真正的軟開關技術取得長足發展和進步，其中代表性的技術為LLC諧振半橋（LLC Half Bridge Resonant Convertor）技術。從電源技術發展的歷程可以看出，未來電源技術也會進一步向著集成化，小型化，高頻化以及功能多樣化方向發展。

從上面的電源技術的發展來看，幾乎所有的電子設備都需用到電源模塊，特別是現在許多電子和計算機應用系統中，不僅需要電源模塊提供高質量的穩定電壓，維持系統的穩定工作，同時為了實現交變信號的監測、控制或調節等目的，往往需要同步對交變信號進行正負半周過零點信號進行檢測。但目前大部分電源模塊應用都沒有此種功能，具體原因在于出于安全要求和考慮，電源模塊的初次和次級電路之間都需進行雙重安全絕緣，具體要求可參見IEC60950-1 1.2.9-1.2.10中關于絕緣的安全要求，所以無法直接對輸入交變的高壓信號進行取樣和使用。到目前為止，還沒有一款電源模塊，既能進行精確的電壓轉換，功率傳輸和阻抗匹配，同時還可以精確對輸入交變信號的上升沿和下降沿的過零點進行檢測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電源轉換器模塊，具有可以檢測交變信號正負相位過零點檢測功能的特點。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種電源轉換器模塊，其創新點在于：所述電源轉換器模塊包括連接在直流電路A兩端的功率轉換電路B、與所述功率轉換電路B分別相連的第一工作電壓電路D和第二工作電壓電路F、與所述第一工作電壓電路D相連的過零點檢測調制電路E、與所述第二工作電壓電路F相連的過零點信號隔離電路G、連接在直流電路A的火線和所述過零點檢測調制電路E之間的過零點信號取樣電路C，所述過零點信號隔離電路G與MCU控制器相連，所述MCU控制器與被控執行設備I相連。

優選的，所述功率轉換電路B包括連接在直流電路A兩端的橋式整流電路、與所述橋式整流電路相連的變壓器初級側主繞組，該變壓器包含一個所述初級側主繞組、一個第一輔助繞組、一個第二輔助繞組、與所述初級側主繞組相耦合的次級輔助繞組，該初級側主繞組的輸出連接在由PWM控制的IC模塊上，所述IC模塊連接在所述第一輔助繞組上，所述第二輔助繞組與過零點檢測調制電路E相連，所述次級輔助繞組輸出其他設備所需的電壓，所述第一工作電壓電路D位于所述第二輔助繞組與所述過零點檢測調制電路E之間，所述第二工作電壓電路F位于所述次級輔助繞組與所述過零點信號隔離電路G之間。

優選的，所述第一工作電壓電路D由所述第二輔助繞組與二極管D3和限流電阻R4串聯組成。

優選的，所述第二工作電壓電路F由串接在所述次級輔助繞組與所述過零點信號隔離電路G之間的限流電阻R8組成。

優選的，所述過零點檢測調制電路E由NPN三極管Q1或者帶有N通道的MOS管組成。