[发明专利]一种具有冗余功能的有源钳位正反激电源模块及控制方法

说明书

本发明涉及一种具有内部冗余功能有源箝位正反激电源模块及控制方法，包括主电路、驱动电路，主电路的变压器原边电路是有源箝位电路，其中针对在外部输入过压等非正常状态下造成的主功率MOS管损坏，具有冗余功能，变压器副边电路中变压器副边绕组电流流过滤波电感，并使得变压器副边绕组的电流变化及原边励磁电流变化，由此具有内部冗余功能的有源箝位正反激电源模块具有更高的可靠性和更大的生命力，在某些应急场所能代替两套模块电源的设计，具有很高的经济实用性和更小的体积。

技术领域

本发明涉及电源模块领域，具体涉及一种具有冗余功能的有源钳位正反激电源模块及控制方法。

背景技术

在国防军工等对供电要求比较高的地方，经常利用两套完全一样的高功率密度的电源模块变换电路在输出端进行并联运行以提高可靠性，这样不仅增加了电源模块的使用成本，而且电源在体积上也会成倍的增加，不满足当今电源小型化的供电目标。针对电源模块内部器件损坏概率的分析统计，主要集中在MOS管上，而占据电源内部大部分体积的磁性元件是较不易损坏的，所以结合当前小型化高可靠的使用特点，在电源内部进行冗余设计是很好的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有冗余功能的有源钳位正反激电源模块及控制方法，这种具有内部冗余功能的有源钳位正反激变化器具有更高的可靠性和更大的生命力。

本发明公开一种具有冗余功能的有源钳位正反激电源模块，所述模块包括电源模块冗余主电路、高压侧主功率管隔离驱动冗余电路、钳位侧去磁回路辅助功率管驱动电路和冗余主功率开关管驱动使能电路；

电源模块冗余主电路由变压器原边电路与变压器的副边电路组成，包括有源钳位正反激电路主变压器、MOS开关管、钳位管、钳位电容、储能电感、输出电容、检测电阻以及滤波电容，高压侧主功率管隔离驱动冗余电路由原边电路与副边电路组成；

所述变压器原边电路中MOS开关管的栅极及源极与高压侧主功率管隔离驱动冗余电路副边电路稳压管两端连接，变压器原边电路中钳位管的栅极及源极与钳位侧去磁回路辅助功率管驱动电路中稳压管两端连接，所述高压侧主功率管隔离驱动冗余电路副边电路中光耦连接冗余主功率开关管驱动使能电路；

所述变压器原边电路为有源钳位开关管冗余电路，两个 MOS开关管与变压器的原边串联后与输入电压并联，两个 MOS开关管Q1和Q2的源极并联，开关K1与任意一个 MOS开关管的漏极连接，钳位管Q3与钳位电容C2、C3 串联后与变压器的原边和电流检测电阻R1、R2并联；

所述变压器的副边电路，有两个副边绕组及辅助电源绕组，并联的电阻R3、R4与电容C4串联后与两个副边绕组并联，两个副边绕组与整流器D1连接，并串接上电感L1 后连接至输出端OUT+、OUT-，电容C5、C6、C7串联后连接至机壳地；

所述高压侧主功率管隔离驱动冗余电路的原边电路，电容C9与并联的电阻R7、R8串联后与原边绕组并联，输入的PWM经过电容C8、电阻R5、并联的二极管D2及电阻 R6、驱动MOS管Q4、Q5及电阻R9后串接原边绕组；

所述高压侧主功率管隔离驱动冗余电路的副边电路，副边电路包括两组副边绕组，一组副边绕组与二极管D3串联后，与电阻R10、R12、R13、R16、三极管V1、V2、二极管D4及稳压管D6并联于G1和S1端；

另一组副边绕组与光耦串联后，与电阻R11、R14、R15、 R17、三极管V3、V4、二极管D5及稳压管D7相并联后与 G1_1和S1_1端相连；

所述钳位侧去磁回路辅助功率管驱动电路，PWM驱动连接驱动三极管MOS管Q6的栅极，MOS管Q6的漏极连接电阻R18与三极管V5、V6的基极，VCC对地接滤波电容C10，三极管V5、V6的发射极相连后连接电阻R19后，与稳压管D8并联至G2和S2端；