具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明设计一种基于集成EMI滤波的高功率密度DC/DC电源模块，集功率变换模块、EMI滤波模块于一体，符合便携式终端小型化应用，可广泛应用于加固型便携式终端设备中。

本发明提供的一种基于集成EMI滤波的高功率密度DC/DC电源模块，针对整机功率在150W以内的加固型便携式设备设计，由EMI滤波模块、输入保护模块、功率变换模块组成，整个模块安装在封闭的金属壳体中，其中EMI滤波模块实现EMI滤波功能，提高整机设备电磁兼容特性；输入保护模块实现反接保护功能、低压告警功能及关断功率回路功能；功率变换模块实现宽压DC-DC隔离转换，为后端提供稳定的输出电压。

EMI滤波模块包括输入EMI滤波电路和输出EMI滤波电路，输入EMI滤波电路通过X电容、Y电容、两级共模电感实现，X电容并联在输入母线的正负极之间，实现对低频段的差模干扰抑制，Y电容分别并联在输入正与机壳、输入负与机壳之间，将输入母线的高频干扰传到至整机外壳，降低高频分量对系统的干扰，共模电感采用两种不同规格参数，串联在输入母线上，实现对不同频段的有效滤波，有效抑制功率变换模块和与设备外部输入之间的相互干扰，保证输入给功率变换模块的电压处于低干扰状态，使系统其他用电设备处于安全可靠的工作状态；输出EMI滤波电路通过X电容、Y电容、高频共模电感实现，将功率变换模块隔离输出的18V电压与用电设备进行滤波，X电容并联在输出线的正负极之间，实现对低频段的差模干扰抑制；Y电容分别并联在输出正与机壳、输出负与机壳之间，将输出正负线的高频干扰传到至整机外壳，降低高频分量对系统的干扰；共模电感串联在输出线上，实现对高频段共模干扰的抑制，共模电感采用两种不同规格参数，实现对不同频段的有效滤波，有效抑制电源和输出负载之间的相互干扰，保证输出给负载的电压处于低干扰状态，使系统其他用电设备处于安全可靠的工作状态，从而提高系统的可靠性和安全性。将功率变换模块隔离输出的18V电压进行滤波，可以有效抑制PWM控制电路的开关频率及其谐波进入用电设备，同时降低用电设备对功率变换模块的倒灌干扰，既可以保证用电设备的供电稳定，又可以保护功率保护电路，使其处于较好地工作状态，从而提高系统的可靠性和安全性。

输入保护模块包括反接保护电路和输入过欠压保护电路，用于实现输入防反接保护、输入低压告警及输入电压保护，为整机提供输入保护并及时反馈低压输入，使整机在供电策略上可以及时作出负载调整，防止输入电流过大降低整机可靠性。反接保护电路实现输入反接保护，输入正负极性接反后电路不导通，反接的电压不会导致产品损坏；输入过欠压保护电路用于保证在输入电压处于安全电压范围时工作，当输入电压欠压，电路不导通，保证低电压时产品不工作，不会产生大电流损坏外部电源或产品，当输入电压过压时电路也不导通，保护产品不会发送高压损坏；输入过欠压保护电路包括电压采样电路、基准电路和告警电路，其中电压采样电路连接到输入母线的正负之间，对输入电压进行采样，将稳压管ZD2作为基准电路，光耦三极管作为告警电路，当输入电压在设定值范围内(默认＞18V)时，稳压管ZD2击穿，电路处于工作状态，光耦三极管输出呈低阻态；当输入电压低于设定值(默认为18V)时，稳压管ZD2未击穿，电路处于非工作状态，光耦三极管输出呈高阻态；光耦三极管呈现的状态可作为告警信号，为整机输入保护及时提供输入低压反馈，使整机在供电策略上可以及时作出负载调整，防止输入电流过大降低整机可靠性。

功率变换模块包括初级电流采样、反激有源钳位功率变换电路、输出同步整流电路、输出电压电流采样电路、输出保护电路、PWM控制电路，用于将经所述输入EMI滤波电路滤波后的9V～36V宽范围输入电压隔离变换为稳定的18V直流输出电压，可以用来实现为便携式终端设备提供外部供电输入。功率变换模块作为独立部件与输入和输出进行连接，输入电压范围9-36V，输出18V/150W，低待机功耗(典型值不大于0.3W)，高转换效率(典型值不小于90％)，输入输出隔离，具有遥控开关机、输出电压可调、输入欠压保护、输出过流保护、输出过压保护、输出短路保护、过温保护等功能。功率变换模块具有较低的静态功耗，在便携式终端待机状态下，功率损耗不大于0.3W，其低待机功耗和高转换效率的特点，很好的解决了发热问题。可以用来实现为便携式终端设备提供外部供电输入。

封闭的金属壳体将以上所述模块集成安装在一起，模块尺寸不大于125×35×22.5mm(不含突出物)；电源输入航插及接地柱安装在模块壳体的输入端，使用导电橡胶材料保证航插与接地柱之间接地电阻在10mΩ以内；电源输出连接器安装在模块壳体的输出端，输出线缆使用屏蔽线缆，屏蔽层双点接地；输入EMI滤波电路、功率变换模块和输入保护模块、输出EMI滤波电路分别独立分腔处理，这种结构方式可有效抑制输入母线、功率变换模块、输出负载之间的相互辐射干扰，并为功率变换模块提供良好的导冷散热环境，可很好应对电磁兼容要求的CE102、RE102等项目。可广泛应用于便携式终端供电系统或其他对电磁兼容要求较高的系统。因此，为提升加固型便携式终端的维修性、测试性和可靠性，同时加强设备的EMI特性、减小整机设计尺寸，集成EMI滤波的高功率密度DC/DC电源模块成为一个很好的解决方案。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。