隔離電路及開關電源的制作方法

本發明涉及電源電路技術領域，特別是涉及隔離電路及開關電源。

背景技術：

開關電源現已經廣泛使用在電子類產品中，它以效率高、體積小、重量輕、功耗低等特點廣泛使用在電子產品電源中。但由于各類產品的差異化，往往需要兩組或兩組以上的隔離電源來給內部電路供電，通常是通過開關電源中的高頻變壓器繞組的方式來進行電源的管理分配。

但是通過高頻變壓器的實現隔離電源會受到產品結構、體積、PCB布局等因素的影響。由于高頻變壓器引腳數量的受限時，其要達到隔離電源的數量，往往需要在高頻變壓器上進行飛線，其飛線的設計會對產品的電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)和電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)設計產生一定的影響，比如太長的飛線會使產品的電磁干擾輻射騷擾增大，甚至會超過電子產品電磁干擾規定范圍，影響產品的性能。

技術實現要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種可以減少高頻變壓器繞組數量，且提高電磁輻射抗干擾性的隔離電路和開關電源。

一種隔離電路，連接于直流電源的輸出端，包括：

直流電源轉換模塊，包括壓降單元和第一電感，所述開關電源、壓降單元、第一電感依次電連接，用于將所述直流電源輸出的直流電壓信號降壓并輸出第一直流信號；

共模電感模塊，用于輸出與所述第一直流信號隔離的第二直流信號；所述共模電感模塊包括用于隔離的共模電感和整流單元，所述共模電感的第一輸入端與所述第一電感的第一端連接，所述共模電感的第二輸入端與所述第一電感的第二端連接；所述共模電感的第一輸出端經所述整流單元與負載連接，所述共模電感的第二輸出端接地。

上述隔離電路，連接于直流電源的輸出端，通過設置直流電源轉換模塊的壓降單元和第一電感，可輸出降壓后的第一直流信號。通過在第一電感上并聯共模電感以及與共模電感第一輸出端連接的整流單元，利用共模電感兩路之間的電磁轉換可輸出與第一直流信號隔離的第二直流信號，從而達到兩路電源隔離絕緣的目的。通過直流電源的輸出端串接上述隔離電路，可以減少高頻變壓器上的繞組數量，還可以提高電磁輻射抗干擾的通過率，從而使產品設計更加方便、靈活、可靠。

在其中一個實施例中，所述壓降單元為DC-DC壓降芯片。

在其中一個實施例中，所述直流電源轉換模塊還包括第一二極管，所述第一二極管的陰極分別與所述壓降單元、第一電感的第一端連接，所述第一二極管的陽極接地。

在其中一個實施例中，所述第一二極管為續流二極管。

在其中一個實施例中，所述整流單元為整流二極管，所述整流二極管的陽極與所述共模電感的第一輸出端連接，所述整流二極管的陰極與負載連接。

在其中一個實施例中，所述共模電感模塊還包括電解電容，所述電解電容的正極與所述整流二極管的陰極連接；所述電解電容的負極與所述共模電感的第二輸出端連接。

在其中一個實施例中，所述共模電感模塊還包括穩壓二極管，所述穩壓二極管的陰極分別與所述整流二極管的陰極、電解電容的正極連接，所述穩壓二極管的陽極與所述共模電感的第二輸出端連接。

在其中一個實施例中，所述共模電感模塊還包括濾波電容，所述濾波電容串接在所述共模電感的第一輸出端與第二輸出端之間。

此外，還提供一種開關電源，包括直流電源、高頻變壓器，所述直流電電源與所述高頻變壓器連接，還包括上述的隔離電路，所述隔離電路與所述高頻變壓器的至少一路輸出端連接。

附圖說明

圖1為一實施例中隔離電路的電路框架圖；

圖2為一實施例中隔離電路的電路原理圖；

圖3為一實施例中開關電源的框架圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

圖1為一實施例中隔離電路的電路框架圖；圖2為一實施例中隔離電路的電路原理圖。一種隔離電路，連接于直流電源的輸出端，包括直流電源轉換模塊110和共模電感模塊120。其中，直流電源轉換模塊110包括依次電連接壓降單元111和第一電感L1，可以將直流電源輸出的直流電壓信號降壓并輸出第一直流信號。共模電感模塊120，用于輸出與第一直流信號隔離的第二直流信號；共模電感模塊120包括共模電感L2和整流單元121，共模電感L2的第一輸入端(1)與第一電感L1的第一端連接，共模電感L2的第二輸入端(2)與第一電感L1的第二端連接；共模電感L2的第一輸出端經整流單元121與負載連接，即可輸出第二直流信號。

通過在第一電感L1上并聯共模電感L2，利用共模電感L2的電磁轉換的隔離特性，以及與共模電感L2的第一輸出端連接的整流單元121即可輸出與第一直流信號隔離的第二直流信號，從而達到兩路直流信號隔離絕緣的目的。通過將上述隔離電路串接在直流電源的輸出端，就可以減少高頻變壓器上的繞組數量，還可以提高電磁輻射抗干擾的通過率，從而使產品設計更加方便、靈活、可靠。

在一實施例中，壓降單元111為DC-DC壓降芯片U1。DC-DC壓降芯片U1輸入端(VIN引腳)與直流電源的輸出端連接，接收來12V直流電壓信號，經DC-DC壓降芯片U1的轉換，通過一輸出端(CB引腳)輸出5.7V直流電壓信號。

第一電感L1與DC-DC壓降芯片U1的輸出端(CB引腳)連接，當轉換芯片輸出一定頻率且不連續的電流時，根據電感的輸入、輸出端的電流不會產生突變，即使，當轉換芯片突然斷開，其電感中的電流仍然后繼續輸出，即可持續輸出5.7V直流電壓信號，也即第一直流信號。

在一實施例中，直流電源轉換模塊110還包括第一二極管D1，第一二極管D1的陰極分別與壓降單元111(SW引腳)、第一電感L1的第一端連接，第一二極管D1的陽極接地。第一二極管D1為續流二極管，可以選擇肖特基二極管或者快速恢復二極管。當負載的電流發生突變時，續流二極管可以起到平滑電流的作用。續流二極管靠近SW引腳設置，以減少開關尖峰。與第一二極管D1相連的還包括串聯的功能性設計具有抗噪的第一電阻和第四電容，其第一二極管D1、第一電阻、第四電容構成續流電路。

共模電感L2中的整流單元121為整流二極管D2，整流二極管D2的陽極與共模電感L2的第一輸出端連接，整流二極管D2的陰極與負載連接。利用二極管的單向導通特性來進行整流，使共模電感L2輸出的交流電轉換為直流電。

共模電感L2模塊120還包括電解電容C1，電解電容C1的正極與整流二極管D2的陰極連接；電解電容C1的負極接地。

共模電感L2模塊120中的共模電感L2左側第一輸入端(1)、第二輸入端(2)與第一電感L1并聯，根據電磁轉換原理，共模電感L2中的能量會在磁場的作用下傳遞給右側的電感，右側的電感經整流二極管D2整流后，即可產生第二直流信號并通過第一輸出端輸出。其中，電流方向與同名端一致，電感中的能量存儲在電解電容C1中，實現了一個周期的轉換過程。利用共模電感L2的隔離特性，可輸出一種與第一直流信號隔離的第二直流信號，實現了輸出隔離的直流電源的目的。

共模電感L2模塊120還包括穩壓二極管D3，穩壓二極管D3的陰極分別與整流二極管D2的陰極、電解電容C1的正極連接，穩壓二極管D3的陽極接地。穩壓二極管D3又叫齊納二極管，其電流可在很大范圍內變化而電壓基本不變，起穩壓作用。

共模電感L2模塊120還包括濾波電容C2，濾波電容C2串接在共模電感L2的第一輸出端與第二輸出端之間。其第二直流信號經濾波電容C2濾除雜散頻率信號后輸出給負載。

一種開關電源，包括直流電源20、高頻變壓器30，直流電源20與高頻變壓器30連接，還包括上述隔離電路10，隔離電路10與高頻變壓器30的至少一路輸出端連接。通過直流電源20的輸出端串接上述隔離電路10，可以減少高頻變壓器30上的繞組數量，還可以提高電磁輻射抗干擾的通過率，從而使產品設計更加方便、靈活、可靠。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。