[发明专利]电源转换模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电源，具体涉及一种可以检测交变信号正负相位过零点检测功能的开关电源转换模块。

背景技术

随着开关电源技术的不断成熟和普及，其应用领域也越来越广，从1947年底晶体管问世，电源技术大约经历几个大的技术更新和换代，从20世纪60年代末开始，高耐压，大电流的双极型电子晶体管（亦称巨型晶体管，BJT、GTR）的出现，使得采用高工作频率的开关电源成为可能，在此阶段，工作在非典型开关状态的线性电源（Linear power supply）成为主流，得到广泛应用，但线性电源固有的体积大，质量重，效率低的缺点，促使真正意义上的第一代开关电源技术迅速发展，到20世纪70年代，开关频率终于突破了人耳听觉极限的20kHz,，主要以自激式振荡开关电源RCC（Ringing Choke convertor）为代表的第一代开关电源满足了市场的大部分需求，但分立元件固有的参数离散性，导致模块的性能稳定性和一致性受到很大局限，同时产品功率无法进一步提高，为了解决RCC电源技术的缺点，以脉宽调节技术PWM（Pulse Width Modulation）为核心的芯片集成技术的产生促进了第二代硬开关电源技术的迅速发展，此阶段，各种电源拓扑技术不断涌现，模块功率进一步提升，工作频率进一步提高，体积却进一步减少，稳定性也更好，到20世纪80年代，随着软开关技术的研究成果的不断突破，采用准谐振技术QR（quasi-resonant ）为代表的零电压和零电流开关电路代表了第三代开关电源技术，此技术特点为开关状态接近软开关，所以电源工作频率可以达到MHz以上，转换效率更高，转换功率进一步提升，体积可以做到更小，在准谐振技术基础上，真正的软开关技术取得长足发展和进步，其中代表性的技术为LLC谐振半桥（LLC Half Bridge Resonant Convertor）技术。从电源技术发展的历程可以看出，未来电源技术也会进一步向着集成化，小型化，高频化以及功能多样化方向发展。

从上面的电源技术的发展来看，几乎所有的电子设备都需用到电源模块，特别是现在许多电子和计算机应用系统中，不仅需要电源模块提供高质量的稳定电压，维持系统的稳定工作，同时为了实现交变信号的监测、控制或调节等目的，往往需要同步对交变信号进行正负半周过零点信号进行检测。但目前大部分电源模块应用都没有此种功能，具体原因在于出于安全要求和考虑，电源模块的初次和次级电路之间都需进行双重安全绝缘，具体要求可参见IEC60950-1 1.2.9-1.2.10中关于绝缘的安全要求，所以无法直接对输入交变的高压信号进行取样和使用。到目前为止，还没有一款电源模块，既能进行精确的电压转换，功率传输和阻抗匹配，同时还可以精确对输入交变信号的上升沿和下降沿的过零点进行检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种电源转换模块，具有可以检测交变信号正负相位过零点检测功能的特点。

本发明提供了一种电源转换模块，包括：

功率转换电路，与交变输入端相连接，用于实现功率传输和电压转换；

信号取样电路，与交变输入端相连接，用于对交变输入端的信号进行取样，并生成取样信号，取样信号与交变输入端的信号同相，但幅值同比例缩小；

检测调制电路，与信号取样电路相连接，取样信号经过检测调制电路调制后，输出矩形脉冲信号；

MCU控制器，与检测调制电路相连接；

信号隔离电路，串联在MCU控制器和检测调制电路之间，信号隔离电路用于隔离处理矩形脉冲信号，经隔离处理的矩形脉冲信号作为输入信号经MCU控制器的IO口进行采样，MCU控制器接收到矩形脉冲信号后，经过一系列逻辑运算，输出相应指令去驱动后级执行元件工作，此过程周而复始，实现对输入交变信号的监测，调制和控制；

第一工作电压电路，串联在功率转换电路与检测调制电路之间，用于向检测调制电路提供工作电压；

第二工作电压电路，串联在功率转换电路与信号隔离电路之间，用于向信号隔离电路提供工作电压。

该功率转换电路为反激功率转换电路、正激功率转换电路、半桥功率转换电路、全桥功率转换电路或者LLC功率转换电路。