反激式隔離dc-dc電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種反激式隔離DC-DC電源，其中包括信號輸入端、浪涌抑制及濾波電路、輸入電壓檢測電路、高頻變壓器、輸出電壓檢測電路、過流檢測電路、整流濾波電路、反饋電路、及集成電源控制芯片，所述的反激式隔離DC-DC電源是基于PowerIntegrations DPA系列集成式開關電源控制器反激勵拓撲方案所設計的。本實用新型的反激式隔離DC-DC電源，應用DPA系列集成式開關電源控制器的保護功能，結合外圍電路可實現初級過壓、欠壓、過流、短路等保護功能，可簡化電源設計，減少外圍器件數量，縮短開發周期，提高電源可靠性，工作穩定，替換容易，同時配合高效的散熱金屬外殼，實現小體積高可靠性的反激式隔離DC-DC電源，應用范圍廣泛。
【專利說明】
反激式隔罔DC-DC電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術領域】，尤其涉及開關電源，具體是指一種反激式隔離DC-DC電源。
【背景技術】
[0002]工業應用中為了減小周圍惡劣的電磁環境對系統的影響，將外圍接口電路與內部控制電路進行隔離，需要提供隔離電源。機電控制中也有要求同時提供多路隔離電源。在要求隔離的應用在，常規做法有兩種:
[0003](I)用分立器件設計隔離電源；
[0004](2)采用隔離模塊電源。
[0005]采用分立器件設計隔離電源，設計復雜，占用空間大，故障后難以維護，電路難以復用，維護成本高。而隔離模塊電源更換容易，占用體積小，工作穩定，有各個功率等級可供選擇，替換容易，現有技術中的隔離模塊電源，結構復雜，外圍器件數量多，開發周期長。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種能夠實現簡化電源設計、減少外圍器件數量、縮短開發周期、提高電源可靠性、散熱效率高且體積小的反激式隔尚DC-DC電源。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型的反激式隔離DC-DC電源具有如下構成:
[0008]該反激式隔離DC-DC電源，其主要特點是，所述的電源包括信號輸入端，所述的信號輸入端與浪涌抑制及濾波電路的輸入端相連接，所述的浪涌抑制及濾波電路的輸出端與高頻變壓器的原邊相連接，所述的浪涌抑制及濾波電路的輸出端與輸入電壓檢測電路的輸入端相連接，所述的高頻變壓器的副邊與整流濾波電路的輸入端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與信號輸出端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與輸出電壓檢測電路的輸入端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與反饋電路的輸入端相連接，所述的輸入電壓檢測電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的輸出電壓檢測電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的反饋電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的輸入電壓檢測電路包括輸入電壓過壓檢測電路、過流檢測電路及輸入電壓欠壓檢測電路，所述的輸出電壓檢測電路包括輸出電壓過壓檢測電路及輸出電壓短路檢測電路。
[0009]進一步地，所述的浪涌抑制及濾波電路包括第一電容Cl、電阻R1、第一二極管D1、及第二二極管D2，所述的第一電容Cl的第一端、電阻Rl的第一端、第一二極管Dl的正相輸入端、及所述的高頻變壓器原邊的異名端相連接，所述的第一電容Cl的第二端、電阻Rl的第二端、第一二極管Dl的反相輸入端、及所述的第二二極管D2的反相輸入端相連接，所述的第二二極管D2的正向輸入端與所述的高頻變壓器原邊的同名端相連接。
[0010]進一步地，所述的整流濾波電路包括第三二極管D2及第二電容C2，所述的第三二極管D2的正相輸入端與所述的高頻變壓器副邊的同名端相連接，反相輸入端與所述的第二電容C2的第一端相連接，所述的第二電容C2的第二端與地相連接，所述的高頻變壓器副邊的異名端與地相連接。
[0011 ] 進一步地，所述的電源的信號輸出端輸出的電壓為DCl5V?DC36V。
[0012]進一步地，所述的高頻變壓器為緊湊型貼片式高頻變壓器或者平面式高頻變壓器，所述的集成電源控制芯片為PWM芯片。
[0013]進一步地，所述的電源還包括一散熱金屬外殼，所述的浪涌抑制及濾波電路、高頻變壓器、輸入電壓檢測電路、整流濾波電路、輸出電壓檢測電路、反饋電路、及集成電源控制芯片固定于所述的散熱金屬外殼中。
[0014]更進一步地，所述的散熱金屬外殼為密封的散熱金屬外殼。
[0015]采用了本實用新型中的反激式隔離DC-DC電源，與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0016]本實用新型的反激式隔離DC-DC電源采用PowerIntegrat1ns DPA系列集成式開關電源控制器反激勵拓撲方案，簡化電源設計，減少外圍器件數量，縮短開發周期，提高電源可靠性；本實用新型的反激式隔離DC-DC電源設置有散熱金屬外殼，實現小體積高可靠性的隔離模塊電源；本實用新型的反激式隔離DC-DC電源，應用DPA控制器的保護功能，結合外圍電路可實現初級過壓、欠壓、過流、短路等保護功能，應用范圍廣泛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的反激式隔離DC-DC電源的模塊結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的反激式隔離DC-DC電源的電路原理圖。
[0019]圖3為本實用新型的反激式隔離DC-DC電源的散熱金屬外殼結構示意圖。
[0020]圖4為本實用新型的反激式隔離DC-DC電源的第二個具體實施例的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了能夠更清楚地描述本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。
[0022]請參閱圖1所示，本實用新型反激式隔離DC-DC電源包括信號輸入端，所述的信號輸入端與浪涌抑制及濾波電路的輸入端相連接，所述的浪涌抑制及濾波電路的輸出端與高頻變壓器的原邊相連接，所述的浪涌抑制及濾波電路的輸出端與輸入電壓檢測電路的輸入端相連接，所述的高頻變壓器的副邊與整流濾波電路的輸入端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與信號輸出端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與輸出電壓檢測電路的輸入端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與反饋電路的輸入端相連接，所述的輸入電壓檢測電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的輸出電壓檢測電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的反饋電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的輸入電壓檢測電路包括輸入電壓過壓檢測電路、過流檢測電路及輸入電壓欠壓檢測電路，所述的輸出電壓檢測電路包括輸出電壓過壓檢測電路及輸出電壓短路檢測電路。
[0023]請參閱圖2所示，為本實用新型反激式隔離DC-DC電源的第一個【具體實施方式】:
[0024]所述的浪涌抑制及濾波電路包括第一電容Cl、電阻R1、第一二極管D1、及第二二極管D2，所述的第一電容Cl的第一端、電阻Rl的第一端、第一二極管Dl的正相輸入端、及所述的高頻變壓器原邊的異名端相連接，所述的第一電容Cl的第二端、電阻Rl的第二端、第一二極管Dl的反相輸入端、及所述的第二二極管D2的反相輸入端相連接，所述的第二二極管D2的正向輸入端與所述的高頻變壓器原邊的同名端相連接。
[0025]所述的信號輸入端與所述的第一電容Cl的第一端相連接。
[0026]所述的整流濾波電路包括第三二極管D2及第二電容C2，所述的第三二極管D2的正相輸入端與所述的高頻變壓器副邊的同名端相連接，反相輸入端與所述的第二電容C2的第一端相連接，所述的第二電容C2的第二端與地相連接，所述的高頻變壓器副邊的異名端與地相連接。
[0027]所述的集成電源控制芯片為PWM芯片。
[0028]所述的反饋電路的輸入端與所述的第三三極管D3的反相輸入端相連接，所述的反饋電路的輸出端與PWM芯片相連接。
[0029]第一 MOS管Ql的漏極與所述的第二二極管的正相輸入端相連接，柵極與所述的PWM芯片相連接，源極與地相連接。
[0030]本【具體實施方式】的工作原理為:
[0031]第一 MOS管Ql開通時，電源通過高頻變壓器，第一 MOS管Ql放電，高頻變壓器原邊儲存能量，次級電路中第三二極管D3承受反向電壓截止，同時儲存在第一電容Cl的漏感能量通過電阻Rl放電。
[0032]第一 MOS管關斷時，高頻變壓器儲存的能量通過第二二極管D2給第一電容Cl充電，第一電容Cl電壓升高直到第二二極管D2截止，同時儲存在高頻變壓器的能量通過第三二極管D3向第二電容C2充電。
[0033]運用DAP集成開關電源控制器中的電壓檢測和限流功能可以實現電源欠壓保護、過壓保護、過流保護、次級鎖存關斷等功能。
[0034]所述的電源的信號輸出端輸出的電壓為DC15V?DC36V。
[0035]所述的高頻變壓器為緊湊型貼片式高頻變壓器或者平面式高頻變壓器。
[0036]請參閱圖3所示，所述的電源還包括一散熱金屬外殼，所述的浪涌抑制及濾波電路、高頻變壓器、輸入電壓檢測電路、整流濾波電路、輸出電壓檢測電路、反饋電路、及集成電源控制芯片固定于所述的散熱金屬外殼中。
[0037]所述的散熱金屬外殼為密封的散熱金屬外殼，功率器件通過散熱金屬外殼進行散熱，內部用導熱灌封膠密封，提高抗震、防水、防塵性能。
[0038]請參閱圖4所示，為本發明第二具體實施例的電路結構示意圖。
[0039]其中，信號輸入端與浪涌處理電路相連接，其中C4為重啟電容，R5為過壓、欠壓檢查電阻、R2為限流電阻，集成電源控制器包括L引腳、D引腳、C引腳、F引腳、X引腳、S引腳，此電路工作在電壓控制模式，集成電源控制器L腳可以檢測流入引腳的電流，當電流大于某確定值，集成電路控制器將關閉，利用此引腳功能可實現輸入欠壓、過壓保護和輸出電壓過壓保護功能。通過X引腳可實現對集成電路控制器允許電流進行編程來達到輸出過流保護的目的。在電源保護功能啟動后，集成電路控制器會檢測重啟電容C4端電壓，當電壓小于特定值后再進行重啟動操作。
[0040]本實用新型的反激式隔離DC-DC電源采用PI開關電源輔助設計軟件PDClsDesigner進行參數調整，能夠快速確定高頻變壓器參數，同時也給出了滿足要求的集成電源控制芯片型號和參考高頻變壓器加工工藝圖紙。
[0041]根據高頻變壓器參數和已選定的集成電源控制芯片，在進行輸入、輸出、鉗位元件選擇，充分利用DPA的電壓電流檢測引腳來實現各種保護功能，具有輸入欠壓保護、輸入過壓保護、輸出過壓關斷、過流保護、短路保護、次級鎖存關斷和自動重啟動功能。
[0042]采用了本實用新型中的反激式隔離DC-DC電源，與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0043]本實用新型的反激式隔離DC-DC電源采用PowerIntegrat1ns DPA系列集成式開關電源控制器反激勵拓撲方案，簡化電源設計，減少外圍器件數量，縮短開發周期，提高電源可靠性；本實用新型的反激式隔離DC-DC電源設置有散熱金屬外殼，實現小體積高可靠性的隔離模塊電源；本實用新型的反激式隔離DC-DC電源，應用DPA控制器的保護功能，結合外圍電路可實現初級過壓、欠壓、過流、短路等保護功能，應用范圍廣泛。
[0044]上述實施例為本專利較佳的實施例，并非用來限制本實用新型的實施范圍，本領域的技術人員在未脫離本實用新型原理的前提下，所作的改進、變化、組合、替代等，均屬于本實用新型權利要求所要求保護的范圍之內。
[0045]在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
【權利要求】
1.一種反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的電源包括信號輸入端，所述的信號輸入端與浪涌抑制及濾波電路的輸入端相連接，所述的浪涌抑制及濾波電路的輸出端與高頻變壓器的原邊相連接，所述的浪涌抑制及濾波電路的輸出端與輸入電壓檢測電路的輸入端相連接，所述的高頻變壓器的副邊與整流濾波電路的輸入端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與信號輸出端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與輸出電壓檢測電路的輸入端相連接，所述的整流濾波電路的輸出端與反饋電路的輸入端相連接，所述的輸入電壓檢測電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的輸出電壓檢測電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的反饋電路的輸出端與集成電源控制芯片相連接，所述的輸入電壓檢測電路包括輸入電壓過壓檢測電路、過流檢測電路及輸入電壓欠壓檢測電路，所述的輸出電壓檢測電路包括輸出電壓過壓檢測電路及輸出電壓短路檢測電路。
2.根據權利要求1所述的反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的浪涌抑制及濾波電路包括第一電容((^)、電阻(町)、第一二極管(01),及第二二極管(02),所述的第一電容￠1)的第一端、電阻(町)的第一端、第一二極管(01)的正相輸入端、及所述的高頻變壓器原邊的異名端相連接，所述的第一電容￠1)的第二端、電阻(町)的第二端、第一二極管(01)的反相輸入端、及所述的第二二極管(02)的反相輸入端相連接，所述的第二二極管(02)的正向輸入端與所述的高頻變壓器原邊的同名端相連接。
3.根據權利要求1所述的反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的整流濾波電路包括第三二極管(02)及第二電容￠2),所述的第三二極管(02)的正相輸入端與所述的高頻變壓器副邊的同名端相連接，反相輸入端與所述的第二電容￠2)的第一端相連接，所述的第二電容￠2)的第二端與地相連接，所述的高頻變壓器副邊的異名端與地相連接。
4.根據權利要求1所述的反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的電源的信號輸出端輸出的電壓為?0?:36乂。
5.根據權利要求1所述的反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的高頻變壓器為緊湊型貼片式高頻變壓器或者平面式高頻變壓器，所述的集成電源控制芯片為？麗芯片。
6.根據權利要求1所述的反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的電源還包括一散熱金屬外殼，所述的浪涌抑制及濾波電路、高頻變壓器、輸入電壓檢測電路、整流濾波電路、輸出電壓檢測電路、反饋電路、及集成電源控制芯片固定于所述的散熱金屬外殼中。
7.根據權利要求6所述的反激式隔離000(:電源，其特征在于，所述的散熱金屬外殼為密封的散熱金屬外殼。
【文檔編號】H02M3/335GK204205954SQ201420433940
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】白飛鵬, 湯同奎, 鄭之開 申請人:上海維宏電子科技股份有限公司