[实用新型]一种利于提升使用寿命与可靠性的功放电源系统

说明书

本实用新型涉及一种利于提升使用寿命与可靠性的功放电源系统，其包括两块APFC控制板，每个PFC芯片驱动模块接入一个主动钳位驱动器，并且于两个主动钳位驱动器之间接入一电压输出单元，该电压输出单元采用一个变压器输出一个电压或两个电压；还包括两组电源散热器、平板散热器，每个平板散热器与相邻的电源散热器相接触并且一同将高频变压器包围，使高频变压器同时通过平板散热器与电源散热器散热。本实用新型利于降低电源输出储能电容的容量需求，将电容纹波成倍减少，提升了电源使用寿命与可靠性，克服功放过载问题；同时，利用高频变压器、平板散热器以及电源散热器的结构设计与位置关系，提升了散热能力。

技术领域

本实用新型涉及功放技术领域，尤其涉及一种利于提升使用寿命与可靠性的功放电源系统。

背景技术

功放设备的优越性与其内部的功放电源系统性能密切相关。本实用新型技术方案主要针对现有的一系列基于1U高度机箱的功放电源系统构造进行优化，在实际应用与测试中会发现，目前的大部分功放电源系统的使用寿命与可靠性仍然存在着较大的隐患，包括相互关联的内、外两个需要解决的技术问题，其中的内在因素表现于功放过载问题，其中的外在因素表现于电源及变压器散热问题，之所以这两个因素相关联，是由于无论仅单独解决哪一个问题，即仅依靠稳定的散热性能而采用传统电路模块不会对工作过程产生增益作用，或仅设置相适宜的电路模块而不对散热系统进行相匹配的设计，都无法彻底提升电源系统应用过程中的可靠性。

首先，本实用新型技术方案之研发人员所总结的功放过载因素，是通过与当前主流顶级功放原理进行对比分析得出的，可参考说明书附图3，即目前的主流顶级数字功放主电源方案设计案例，其采用APFC+LLC半桥式，虽然该方案成本低且效率高，但是有个致命缺陷，就是输出电压范围很小，例如，已经设计好输出±160V的电源，在不更换变压器的情况下，要实现±20％范围内调整极其困难，因为该方案的PFC单元一般输出400V到LLC半桥，LLC半桥一般是开环不稳压，要想不更换变压器实现变压器输出电压可调，只能调整PFC的稳压值，220V电网输入经过整流之后，电压为300V左右，所以PFC升压电压必须大于300V，也就是PFC的输出电压范围向下只能到310，只能向上调整，比如升压到600V，再高就不容易找功率管，并且给LLC半桥式变压器的设计带来很大的麻烦。正是出于这个原因，采用该方案的开关电源不适合需要电源输出电压在百分之几百范围内变化的需求。显然，以往采用信号压限的设计方案确实无法彻底解决功放输出功率过载的问题，仅仅是限制功放放大倍数而不对功放电源电压进行控制，随着功放负载阻抗的降低，CLASS D功放需要用更小的PWM占空比来输出更大的功率，这会导致功放的功率管峰值电流剧增，而功率管的热损耗是与流过功率管的峰值电流平方的积分成正比的，所以功放管会功耗剧增，导致功放接低阻抗时的效率大幅度降低，因此，就对功放提出了更严格的散热要求，同时降低了功放的使用寿命和可靠性。

其次，既然需要对功放提出更严格的散热要求，则必须对以往电源部分的散热结构进行优化，包括电源散热器件、高频变压器相应的散热器件、以及功放散热器，特别是高频变压器散热结构的设计优劣直接影响到整体的功放电源系统散热的性能。当然，本实用新型技术方案之研发人员在分析出以上重要的因素之后，进行了有关功放电源系统相应方案的设计，在设计阶段中，通过将每一个功放电源系统所采取的中间方案进行多次性能测试，最终可得到如本实用新型趋于最佳优化布局的技术方案。

综上分析，本实用新型正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用，对同一技术领域内的功放电源系统的内部模块与系统的散热结构提出进一步设计，克服功放过载因素与散热因素，解决以往1U机箱功放电源系统的使用寿命以及可靠性较低的问题。因而，所提出的技术方案能够缓解、部分解决或能够完全解决现有技术存在的问题，同时，所提出的技术方案也是为了满足需要解决功放系统设计者与使用者的需求。

实用新型内容