[发明专利]大功率脉冲开关电源A型母排叠层方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率脉冲开关电源设计中器件采用相叠连接的方法。

背景技术

兰州重离子加速器冷却储存环，给磁铁供电用的大功率开关电源(80KVA左右)有上百台。在相同功率容量下，开关电源比线性电源效率更高，体积更小，电磁干扰也更严重。控制高频噪声的产生和辐射是开关电源生产系统设计中最为复杂的一门“黑盒”艺术。

大家知道，在开关电源中，有些信号包含丰富的高频分量，因而任何一条引线都可能成为天线，引线的长和宽影响它的电阻和电感量，进而关系到它们的频率响应，即使是传送直流信号的引线，也会从邻近的引线上引入RF(射频)信号，使电路发生故障，或者把这干扰信号再次辐射出去。所以在这里有必要对导线的特性进行分析说明。

导线具有对电子电路的瞬态性能和噪声性能产生影响的重要特性，而电感是其最重要的特性之一，即使是在低频情况下，导线的感抗都可能大于导线本身的电阻。

导线的总电感实际上是内部电感与外部电感之和，导线的横截面影响着内部电感，可以通过使用扁平状矩形截面导线替代圆形导线来减小导线的内部电感，假若给导线通以高频电流，因为导线存在趋肤效应，电流集中在导线的表面上流动，所以导线的内部电感进一步减小，因此一般外部电感是导线唯一比较大的电感，导线的间距影响着外部电感。

电阻是导线的第二个非常重要的特性，改变导线截面的形状可以减小导线的交流电阻，矩形截面导线的交流电阻小于圆截面导线，这是因为单位截面积内，矩形截面导线的表面积更大。

因为相同截面积的矩形截面导线的交流电阻和电感小于圆截面导线的交流电阻和电感，所以矩形导线更适合在开关电源中用做连接导线。

导线上产生的噪声电压是导线的特征阻抗的函数，而导线的特征阻抗等于：

Z0=LTCT]]>L_T C_T分别是导线的分布电感和分布电容。

若想获得最好的噪声特性，传输线必须具有尽可能小的特性阻抗，由上式可知，传输线因此而应具有大电容和低电感特性。

用矩形截面导线代替圆形截面导线，或尽量使两根导线相互靠近都可以减小导线的电感，这两种做法同样也会增大线的电容。

所以最优的配电线应是这样的：尽可能宽的，平行的扁平导体，其中一根导体置于另一个的上面，且尽可能地接近。

这样的配置结构构成了一个良好的低阻抗电源配电线。

扁平线电感量：L=0.002[ln2cb+c+0.5+0.22(b+cl)]uH]]>

式中：b—扁平线宽度.c—扁平线厚度.L—扁平线长度.

两片金属材质板，其间电容量：C=ϵAd]]>

A—版面积  ε—相对于空气介电常数  d—间距

当将细而长的导线改成铜板时，直接得到的好处是：准无限大的板，无外部电感，它仅有电阻和内部电感，它是按集肤深度范围上的频率增加，而不是按在细导线情况下的频率增加。

发明内容