[发明专利]一种基于多相PWM控制器的大功率电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率电源，适用于导航接收机发射信号时对外部功放的供电。

背景技术

新一代导航接收机在实际应用中，其外部功放需要被提供高电压和大电流的电源。

现有接收机均采用直接封装的电源模块，一般采用配套的前端滤波器和输出滤波电路，具有体积大，成本高，转换效率低的特点，而且封装好的模块对用户测试和调节不利，使用起来散热也比较难。鉴于接收机系统尺寸及整体特性限制，直接采用现有的大功率电源模块无法满足要求，而且安装在产品中热耗也是问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种利用电源控制器搭建的大功率电源，实现了电源产品的小体积，高功率密度，电源转换高效率和电源输出特性可调。

本发明的技术解决方案是：一种基于多相PWM控制器的大功率电源，包括多相PWM控制器、输入电容Cin、软启动电容C、输出电容Cout、电阻R1～R7、功率管M1和功率管M2、电感L1和电感L2、二极管D1和二极管D2；其中，输入电容Cin接在PWM控制器的VCC端和地之间对输入电压进行滤波；电感L1的一端接外部输入电压，电感L1的另一端接二极管D1的阳极端，二极管D1的阴极端作为电源的输出端Vout，电感L2的一端接外部输入电压，电感L2的另一端接二极管D2的阳极端，二极管D2的阴极端接电源的输出端Vout；电阻R1和电阻R2构成分压电路与输入电容Cin并联，电阻R1和电阻R2的公共端接PWM控制器的使能端RUN；电容C接在PWM控制器的软启动端SS和地之间；电阻R3接在PWM控制器的开关频率调节端Rset和地之间；功率管M1的栅极端接PWM控制器的第一门控端GATE1，功率管M1的漏极端同时接PWM控制器的第一取样端SENSE1和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，功率管M1的源极端接二极管D1的阳极端；功率管M2的栅极端接PWM控制器的第二门控端GATE2，功率管M2的漏极端同时接PWM控制器的第二取样端SENSE2和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，功率管M2的源极端接二极管D2的阳极端；电阻R6和电阻R7构成分压电路与输出电容Cout并联，电阻R6和电阻R7的公共端接PWM控制器的电压反馈端FB控制输出电压；输出电容Cout接在电源的输出端Vout和地之间。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明电源基于多相PWM控制器进行设计，便于实现大功率的低压直流电源，因为增加相数能大大降低输出电容纹波电流的峰-峰值，从而降低损耗，提高电源的工作效率；

(2)本发明电源采用的器件均为常见的阻容感及MOSFET器件，与相同功率的电源模块相比，其采用的阻容感器件体积小，减少了对外围输出电容和输出电感的要求，增大了功率密度，而且相对于封装好的电源模块更加便于散热，转换效率高；

(3)本发明电源包括电压反馈环路和电流反馈环路，由于引入了电流反馈，对输出电压有前馈调节作用，提高了电源的动态响应；而且电感电流直接跟随误差电压的变化，输出电压就可以很容易的得到控制。另外，电流内环还使开关电源变换器易于实现并联运行，从而利于实现变换器的模块设计，多相的增加有效降低输出电流的纹波峰值；

(4)本发明电源直接使用PWM控制器即可灵活调节电源，具备良好的启动性能，电源输出纹波低，通过选择合适的器件可以搭建出符合各种不同应用环境的电源，同时实现电源综合性能最优。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为控制器基本原理框图；

图3为理想升压控制的原理图；

图4为理想MOS管开启时等效电路图；

图5为理想MOS管关闭时等效电路图。

具体实施方式

本发明采用凌特LTxxxx控制芯片搭建大功率电源。该电源以两相同步PWM控制器为中心，外部搭建储能元器件电感、电容以及功率MOSFET，实现开关频率用户可调，最高能被编程到500KHz，是一种具备软启动功能，具有过流保护，欠压锁止功能，可实现远程控制，能实现高达98％转换效率的外形扁平、200W大功率升压电源。