[实用新型]一种高功率密度电源模块的集中器

说明书

一种高功率密度电源模块的集中器，涉及一种集中器，所述集中器包括高功率密度电源模块，高功率密度电源模块采用两级式IBC的电路架构，前级采用非隔离式变换器，后级采用隔离式LLC谐振变换器。通过两级拓扑电路转换出12V和5V直流电压，且高功率密度电源模块配有备份电池组；备份电池组并联在48V母线上，电池组与市电输入系统为并联关系；IBC的工作电压范围为36V~75V；AC/DC变换器和DC/DC变换器采用小封装PCB板型高功率电源模块。本实用新型集中器用高功率密度电源模块所有电路设计中，使用的MOSFET都经过完整计算出电路损耗及工作温度，确保设计的电源能工作在可靠的工作温度范围，达到最佳的能效。

技术领域

本发明涉及一种集中器，特别是涉及一种高功率密度电源模块的集中器。

背景技术

传统开关电源模块目前在我国的工业、通讯和制造业领域占据着主导地位。随着各类应用要求的不断提高，行业越来越趋向于追求高能效、高可靠性、高功率密度的设计方案。电力电子设备的发展方向之一是小型化，降低其体积、重量，提高功率密度。例如，随着微处理器大规模集成电路（VLSI）尺寸的不断减小，而供电电源的尺寸与微处理器相比却要大得多。因此，采取高功率密度电源模块将成为未来发展的主流方向。

市场上现有集中器使用的电源模块大多是传统开关电源，相比传统开关电源，高功率密度电源有体积、重量小，高效率，高功率密度，低成本等优势。但是由于空间结构的问题：散热平衡，EMI，效率处理的难度有所加大，这些也正是高功率密度电源的技术难点，本文将会就上述说明展开简要的叙述分析，介绍该发明的技术方案。

如图1所示，传统集中器开关电源采用单级拓扑结构，即市电进入电源模块变压线圈电路，经转换后直接输出所需12V和5V直流电压。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高功率密度电源模块的集中器，本发明集中器用高功率密度电源模块所有电路设计中，使用的MOSFET都经过完整计算出电路损耗及工作温度，确保设计的电源能工作在可靠的工作温度范围，达到最佳的能效。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高功率密度电源模块的集中器，其特征在于，所述集中器包括高功率密度电源模块，高功率密度电源模块采用两级式IBC的电路架构，前级采用非隔离式变换器，后级采用隔离式LLC谐振变换器。通过两级拓扑电路转换出12V和5V直流电压，且高功率密度电源模块配有备份电池组；备份电池组并联在48V母线上，电池组与市电输入系统为并联关系；IBC的工作电压范围为36V~75V；AC/DC变换器和DC/DC变换器采用小封装PCB板型高功率电源模块，前级拓扑电路是四开关Buck-Boost变换器电路，后级拓扑是隔离式LLC谐振变换器电路；四开关Buck-Boost变换器电路与隔离式LLC谐振变换器电路相互串联，其他电源模块与IBC结构中的两模块相互连接。

所述的一种高功率密度电源模块的集中器，所述高功率密度电源模块包括反馈信号控制模块，高功率密度电源模块所有电路中使用的电感符合下面公式要求，假定电流纹波为电感平均电流的30%，然后根据下面的公式直接计算出合适的电感值：

。

所述的一种高功率密度电源模块的集中器，所述高功率密度电源模块电路设计中使用的电容满足以下两个要素：一是稳态下输出电压纹波的要求，二是当负载从满载到空载突变时所允许的最大输出过冲电压。

附图说明

图1是本实用新型的两种电源模块结构对比图；

图2是本实用新型的高功率密度电源模块实施例逻辑框图；

图3是本实用新型的四开关Buck-Boost变换器电路图；

图4是本实用新型的LLC谐振变换器电路图

图5是本实用新型的LLC谐振变换器电路图。