[发明专利]一种集成式PCB板级熔喷布驻极电源拓扑在审

专利信息
申请号: 202010973314.5 申请日: 2020-09-16
公开(公告)号: CN112054699A 公开(公告)日: 2020-12-08
发明(设计)人: 张雷;周玲玲;姚子豪;郑一专;高嘉洛;孙艺鹤;陈礼先;戴腾飞 申请(专利权)人: 南通大学
主分类号: H02M7/06 分类号: H02M7/06;H02M3/335
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 226019 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 集成 pcb 板级熔喷布驻极 电源 拓扑
【说明书】:

发明公开了一种集成式PCB板级熔喷布驻极电源拓扑,该驻级电源不再需要额外的高压包,直接在PCB板上用升压变压器与高压不控整流桥实现高压包的功能。其拓扑由以下部件构成:交流电源Va,第一滤波电容C1、第二滤波电容C2,第一均压电阻R1、第二均压电阻R2,谐振电感Lr,谐振电容Cr,板上升压变压器T,第一开关管MOSFET M1、第二开关管MOSFET M2和多个二极管,相比于传统熔喷布驻极电源,本发明无需额外的高压包,将所有元件集成在PCB板上,简化了生产难度,减小了电源的体积,提高了集成度与功率密度。

技术领域

本发明涉及熔喷布驻极电源技术领域,具体为一种集成式PCB板级熔喷布驻极电源拓扑。

背景技术

高压驻极处理技术是提升熔喷布病毒吸附效果,达到N95标准的核心技术。高压设备的短缺与性能的参差不齐是制约口罩质量与产量的关键因素。然而,传统熔喷布驻极电源采用的逆变电路与高压包结合的分立电路不利于电路的整体设计,也使驻极电源的重量与体积很难下降,功率密度较低。为此,本发明提出了一种集成式板级熔喷布驻极电源,采用板上升压变压器与板上高压二极管,将所有元件集成到一块PCB板子上,形成高集成度的熔喷布驻极电源,降低系统的重量与体积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式PCB板级熔喷布驻极电源拓扑,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种集成式PCB板级熔喷布驻极电源拓扑,所述拓扑由以下部件构成:交流电源,第一滤波电容、第二滤波电容,第一均压电阻、第二均压电阻,谐振电感,谐振电容,板上升压变压器,第一开关管MOSFET、第二开关管MOSFET和多个二极管,其中,由第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管组成低压侧的不控整流桥,且交流电源和低压侧不控整流桥相连;由所述第一开关管MOSFET、第二开关管MOSFET串联构成半桥。

优选的,所述第一滤波电容和第二滤波电容的中间端口接谐振电感、谐振电容和板上升压变压器低压侧一端,变压器低压侧另一端与第一开关管MOSFET、第二开关管MOSFET的中间端口相连接,构成半桥LLC谐振逆变电路。

优选的,第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第i二极管(i=1,2,3,…,N)组成高压侧的不控整流桥。

优选的,高压侧的不控整流桥每个桥臂由多个二极管串联构成,且高压侧二极管每个管脚焊盘之间均需在PCB板上开槽,板极升压变压器输出侧端口焊盘之间在PCB上开槽。

优选的,其使用方法包括以下步骤:

A.低压侧不控整流桥:所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管组成低压侧的不控整流桥,经过第一滤波电容、第二滤波电容将单相交流电变为直流电。

B.半桥式LLC谐振电路:第一开关管MOSFET、第二开关管MOSFET构成一半桥结构,其驱动信号互补,且占空比均为固定值0.5,谐振电感,谐振电容与板上升压变压器原边侧构成LLC谐振网络,变压器原边侧电压的大小根据、谐振网络阻抗公式改变开关管MOSFET的开关频率f实现;

C.高压侧不控整流桥:第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第i二极管(i=1,2,3,…,N)组成高压侧的不控整流桥,将交流电转化为为40kV左右的高压直流电,通过改变开关频率即可调节输出高电压。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明提出的基于半桥式LLC谐振电路的熔喷布驻极电源拓扑通过开槽的形式,用板上升压变压器与高压不控整流桥实现高压包功能,将其与所述前半部分LLC谐振电路集成在一块PCB板上,无需额外高压包,简化了生产难度。

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