[实用新型]一种超高功率密度的电源系统

说明书

本实用新型实施例公开了一种超高功率密度的电源系统，包括输入EMC滤波模块、输入功率模块、系统控制模块、输出功率模块和输出电压反馈模块；输入功率模块连接电网，并将交直流转换后的直流电流送入用于进行同步整流的输出功率模块，由输出功率模块对用户端的电路单元进行供电；将输入EMC滤波模块置于输入功率模块与电网的接入端；输出电压反馈模块采集输出功率模块的输出电压波动传递给系统控制模块，并通过系统控制模块内的主电源电压反馈模块将电压波动传输至输入功率模块的PWM‑IC，由PWM‑IC调整内置于输入功率模块内的功率转换开关管的工作参数使输出功率模块的输出电压稳定。

技术领域

本实用新型实施例涉及电源系统技术领域，具体涉及一种超高功率密度的电源系统。

背景技术

开关电源作为电力电子设备中不可或缺的组成部分,随着科技的飞速发展在不断改进优化,更高效、更可靠、低损耗、低噪声、抗干扰和模块化已成为开关电源的发展方向，电源在手机、数码电子产品、计算机、通信、数据中心、电池充电、工业和航空等领域具有十分广泛的应用。

随着科学技术的发展，开关电源电路拓扑逐渐成型,其体积小、重量轻和效率高的优势逐渐显现,电力电子技术进一步发展以及PWM技术的出现使电源效率可以提高到85％以上，但是其中大部分大功率电源主要采用晶闸管整流和二极管整流技术,其存在效率低、输出纹波大、动态响应慢、稳定性差等缺点等。

GaN技术的最新发展，再加上经过大量优化的GaN器件和驱动电路的可用性不断提高，使更多的电源设计工程师开始关注并尝试基于GaN器件的设计可能性。GaN功率器件拥有比传统的硅MOSFETs的器件更显著的优势：例如更快的开关速度，更高的效率等。提供电源的功率密度，使其小型化、轻量化，是今后开关电源追求的主要目标，目前市面上已经出现了多家拥有氮化镓技术的厂商，不过相对硅功率器件而言，氮化镓功率器件的应用技术门槛相对较高，业界大部分充电器厂商都还处于刚起步的阶段。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种超高功率密度的电源系统，通过使用更优化的功率转化开关管以及驱动电路以解决现有技术中效率低、输出纹波大、动态响应慢和稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型的实施方式中，提供了一种超高功率密度的电源系统，包括输入EMC滤波模块、输入功率模块、系统控制模块、输出功率模块和输出电压反馈模块；

所述输入功率模块连接电网，并将交直流转换后的直流电流送入用于进行同步整流的所述输出功率模块，由所述输出功率模块对用户端的电路单元进行供电；

将所述输入EMC滤波模块置于所述输入功率模块与所述电网的接入端；

所述输出电压反馈模块采集所述输出功率模块的输出电压波动传递给系统控制模块，并通过系统控制模块内的主电源电压反馈模块将电压波动传输至所述输入功率模块的PWM-IC，由所述PWM-IC调整内置于所述输入功率模块内的功率转换开关管的工作参数使所述输出功率模块的输出电压稳定。

本实用新型实施例的特征还在于，所述输入功率模块采用两颗GaN(氮化镓)功率转换开关管组成的有源钳位反激式电路对来自所述电网的电流进行功率转换。

本实用新型实施例的特征还在于，所述输入功率模块内的PWM-IC通过电路检测变压器辅助绕组的电压来保持输入所述输入功率模块的电压稳定；

所述输入功率模块内的PWM-IC主动检测来自所述电网的输入电流，以及实时检测电源系统内的温升，并在输入电流异常和温度异常时关断输出。

本实用新型实施例的特征还在于，所述用户端的电路单元包括根据电源用途的不同设置的快充智能识别控制模块，并通过在所述快充智能识别模块和所述输出功率模块之间的输出智能限流模块对进入所述快充智能识别控制模块的输入电流进行控制。